本文關(guān)鍵詞：基于CNC的自定心鉆頭導(dǎo)尖磨床關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),一種自定心鉆頭受到市場(chǎng)的廣泛歡迎。這種鉆頭與普通的麻花鉆相比,在鉆頭端部增加了一個(gè)導(dǎo)尖部分,使得打孔更加穩(wěn)定。當(dāng)前的數(shù)控工具磨床并未徹底實(shí)現(xiàn)導(dǎo)尖部分的自動(dòng)化批量生產(chǎn)。在運(yùn)動(dòng)控制、功能控制、鉆頭角度定位等控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)上,還存在許多待解決的問(wèn)題。因此,解決技術(shù)上的難題就顯得非常有必要。論文對(duì)導(dǎo)尖磨床控制系統(tǒng)提出了總體方案,在系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制、功能控制、鉆頭角度定位等關(guān)鍵技術(shù)上作出了詳細(xì)設(shè)計(jì)。在運(yùn)動(dòng)控制方面,選用四軸數(shù)控系統(tǒng)、伺服元件組成了半閉環(huán)系統(tǒng)。通過(guò)硬件設(shè)計(jì)、參數(shù)配置、HMI與G代碼開發(fā)的設(shè)計(jì)模式對(duì)此部分進(jìn)行了完整的設(shè)計(jì)。在功能控制方面,通過(guò)I/O信號(hào)設(shè)計(jì)、內(nèi)嵌式PLC程序開發(fā)實(shí)現(xiàn)了磨床的各項(xiàng)功能控制要求,比如電磁閥控制、角度定位模塊控制等。為了解決磨床的自動(dòng)送料問(wèn)題,在鉆頭角度定位方面,提出了一種嵌入式的圖像定位方案,采用FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。其中,基于Verilog HDL完成了鉆頭圖像采集與處理算法的設(shè)計(jì),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,搭建了CNC控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與角度定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)以上各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與調(diào)試,驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)控制和功能控制設(shè)計(jì)的精確性與合理性,證明了圖像定位方案的可行性。通過(guò)對(duì)導(dǎo)尖磨床控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,解決了運(yùn)動(dòng)控制、功能控制、鉆頭角度定位方面的一些問(wèn)題。這對(duì)將來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)尖批量自動(dòng)化生產(chǎn)就具有很重要現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)尖磨床 CNC 運(yùn)動(dòng)控制 功能控制 鉆頭角度定位 圖像處理 FPGA
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG580.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景12-14
• 1.1.1 鉆頭工具磨床發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.1.3 檢測(cè)與傳感技術(shù)14
• 1.2 課題來(lái)源與研究意義14-16
• 1.3 課題的主要研究工作16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)17-28
• 2.1 系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計(jì)17-19
• 2.1.1 磨床工作原理分析17-18
• 2.1.2 總體方案設(shè)計(jì)18-19
• 2.2 位置控制方案設(shè)計(jì)19-21
• 2.3 功能控制方案設(shè)計(jì)21-23
• 2.3.1 輸入信號(hào)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.2 輸出信號(hào)設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.3 CNC與角度定位模塊通訊設(shè)計(jì)23
• 2.4 鉆頭角度定位模塊方案設(shè)計(jì)23-27
• 2.4.1 視覺測(cè)量可行性分析23-25
• 2.4.2 FPGA圖像處理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)25-27
• 2.4.3 圖像處理算法方案設(shè)計(jì)27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)28-43
• 3.1 數(shù)控系統(tǒng)選型28-31
• 3.1.1 控制指標(biāo)分析28
• 3.1.2 數(shù)控系統(tǒng)選型28-30
• 3.1.3 KY-1000M型數(shù)控系統(tǒng)接口30-31
• 3.2 運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.1 伺服電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器選型31
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 功能控制模塊設(shè)計(jì)33-36
• 3.3.1 數(shù)控系統(tǒng)I/O分配33
• 3.3.2 輸入輸出控制電路設(shè)計(jì)33-36
• 3.4 角度檢測(cè)模塊硬件設(shè)計(jì)36-42
• 3.4.1 FPGA選型及I/O分配37
• 3.4.2 FPGA外圍電路設(shè)計(jì)37-40
• 3.4.3 CMOS傳感器選型設(shè)計(jì)40
• 3.4.4 SRAM存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì)40-41
• 3.4.5 通訊模塊設(shè)計(jì)41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-72
• 4.1 控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)43-45
• 4.1.1 數(shù)控系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)43-44
• 4.1.2 角度定位模塊軟件總體設(shè)計(jì)44-45
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置45-48
• 4.2.1 數(shù)控系統(tǒng)PARA參數(shù)設(shè)置46-47
• 4.2.2 伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置47-48
• 4.3 內(nèi)嵌式PLC軟件設(shè)計(jì)48-53
• 4.3.1 PLC信號(hào)處理48-52
• 4.3.2 輔助功能代碼定義52-53
• 4.4 HMI與G代碼設(shè)計(jì)53-58
• 4.4.1 HMI軟件設(shè)計(jì)53-55
• 4.4.2 G代碼設(shè)計(jì)55-58
• 4.5 角度傳感器軟件設(shè)計(jì)58-71
• 4.5.1 鉆頭圖像采集58-62
• 4.5.2 SRAM存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)62-63
• 4.5.3 鉆頭圖像預(yù)處理63-68
• 4.5.4 Hough變換與角度檢測(cè)68-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與調(diào)試72-82
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)72-74
• 5.1.1 CNC控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建72-73
• 5.1.2 鉆頭角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建73-74
• 5.2 CNC控制系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化74-77
• 5.2.1 CNC調(diào)試方案設(shè)計(jì)74-75
• 5.2.2 功能控制調(diào)試75
• 5.2.3 運(yùn)動(dòng)控制調(diào)試75-76
• 5.2.4 CNC控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果分析76-77
• 5.3 鉆頭角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)77-81
• 5.3.1 測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程77
• 5.3.2 測(cè)量誤差分析77-81
• 5.4 本章總結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于CNC的自定心鉆頭導(dǎo)尖磨床關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：277749