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

【摘要】：近年來,一種自定心鉆頭受到市場的廣泛歡迎。這種鉆頭與普通的麻花鉆相比,在鉆頭端部增加了一個導尖部分,使得打孔更加穩(wěn)定。當前的數(shù)控工具磨床并未徹底實現(xiàn)導尖部分的自動化批量生產。在運動控制、功能控制、鉆頭角度定位等控制系統(tǒng)關鍵技術上,還存在許多待解決的問題。因此,解決技術上的難題就顯得非常有必要。論文對導尖磨床控制系統(tǒng)提出了總體方案,在系統(tǒng)運動控制、功能控制、鉆頭角度定位等關鍵技術上作出了詳細設計。在運動控制方面,選用四軸數(shù)控系統(tǒng)、伺服元件組成了半閉環(huán)系統(tǒng)。通過硬件設計、參數(shù)配置、HMI與G代碼開發(fā)的設計模式對此部分進行了完整的設計。在功能控制方面,通過I/O信號設計、內嵌式PLC程序開發(fā)實現(xiàn)了磨床的各項功能控制要求,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送料問題,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平臺實現(xiàn)。其中,基于Verilog HDL完成了鉆頭圖像采集與處理算法的設計,并進行了仿真驗證。最后,搭建了CNC控制實驗平臺與角度定位實驗平臺,對以上各項關鍵技術進行了實驗與調試,驗證了運動控制和功能控制設計的精確性與合理性,證明了圖像定位方案的可行性。通過對導尖磨床控制系統(tǒng)的關鍵技術進行研究,解決了運動控制、功能控制、鉆頭角度定位方面的一些問題。這對將來實現(xiàn)導尖批量自動化生產就具有很重要現(xiàn)實意義。
【關鍵詞】：導尖磨床 CNC 運動控制 功能控制 鉆頭角度定位 圖像處理 FPGA
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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)控技術發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.1.3 檢測與傳感技術14
• 1.2 課題來源與研究意義14-16
• 1.3 課題的主要研究工作16
• 1.4 本章小結16-17
• 第二章 系統(tǒng)總體方案設計17-28
• 2.1 系統(tǒng)總體控制方案設計17-19
• 2.1.1 磨床工作原理分析17-18
• 2.1.2 總體方案設計18-19
• 2.2 位置控制方案設計19-21
• 2.3 功能控制方案設計21-23
• 2.3.1 輸入信號設計21-22
• 2.3.2 輸出信號設計22-23
• 2.3.3 CNC與角度定位模塊通訊設計23
• 2.4 鉆頭角度定位模塊方案設計23-27
• 2.4.1 視覺測量可行性分析23-25
• 2.4.2 FPGA圖像處理系統(tǒng)方案設計25-27
• 2.4.3 圖像處理算法方案設計27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 系統(tǒng)硬件設計28-43
• 3.1 數(shù)控系統(tǒng)選型28-31
• 3.1.1 控制指標分析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 運動控制模塊設計31-33
• 3.2.1 伺服電機與驅動器選型31
• 3.2.2 運動控制電路設計31-33
• 3.3 功能控制模塊設計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計33-36
• 3.4 角度檢測模塊硬件設計36-42
• 3.4.1 FPGA選型及I/O分配37
• 3.4.2 FPGA外圍電路設計37-40
• 3.4.3 CMOS傳感器選型設計40
• 3.4.4 SRAM存儲器模塊設計40-41
• 3.4.5 通訊模塊設計41-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第四章 系統(tǒng)軟件設計43-72
• 4.1 控制系統(tǒng)軟件架構43-45
• 4.1.1 數(shù)控系統(tǒng)軟件總體架構43-44
• 4.1.2 角度定位模塊軟件總體設計44-45
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)設置45-48
• 4.2.1 數(shù)控系統(tǒng)PARA參數(shù)設置46-47
• 4.2.2 伺服驅動器參數(shù)設置47-48
• 4.3 內嵌式PLC軟件設計48-53
• 4.3.1 PLC信號處理48-52
• 4.3.2 輔助功能代碼定義52-53
• 4.4 HMI與G代碼設計53-58
• 4.4.1 HMI軟件設計53-55
• 4.4.2 G代碼設計55-58
• 4.5 角度傳感器軟件設計58-71
• 4.5.1 鉆頭圖像采集58-62
• 4.5.2 SRAM存儲模塊設計62-63
• 4.5.3 鉆頭圖像預處理63-68
• 4.5.4 Hough變換與角度檢測68-71
• 4.6 本章小結71-72
• 第五章 系統(tǒng)實驗與調試72-82
• 5.1 實驗平臺設計72-74
• 5.1.1 CNC控制系統(tǒng)實驗平臺搭建72-73
• 5.1.2 鉆頭角度測量實驗平臺搭建73-74
• 5.2 CNC控制系統(tǒng)調試與優(yōu)化74-77
• 5.2.1 CNC調試方案設計74-75
• 5.2.2 功能控制調試75
• 5.2.3 運動控制調試75-76
• 5.2.4 CNC控制系統(tǒng)調試結果分析76-77
• 5.3 鉆頭角度測量實驗77-81
• 5.3.1 測量實驗過程77
• 5.3.2 測量誤差分析77-81
• 5.4 本章總結81-82
• 第六章 總結與展望82-84
• 6.1 總結82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻84-87
• 致謝87

【參考文獻】

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

本文編號：277749