【摘要】：五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床憑借其自身的高柔性,在航空航天、汽車(chē)、船舶等領(lǐng)域的復(fù)雜零件加工中發(fā)揮著舉足輕重的作用。而數(shù)控系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)是保證高質(zhì)量、高精度、高效率加工的重要基礎(chǔ)。本文基于自主研發(fā)的五軸銑床樣機(jī),開(kāi)展五軸聯(lián)動(dòng)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)和后置處理系統(tǒng)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)并搭建了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的電氣控制系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)電機(jī)和PID調(diào)試,采用雙頻激光干涉儀對(duì)該機(jī)床進(jìn)行精度檢測(cè),并進(jìn)行了誤差補(bǔ)償。(2)開(kāi)放式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。針對(duì)所搭建的開(kāi)放式數(shù)控硬件系統(tǒng),基于C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了數(shù)控軟件系統(tǒng),利用PMAC的PComm32動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的通訊、運(yùn)動(dòng)控制和程序加工等功能。(3)非線性誤差分析與后置處理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。針對(duì)自主研發(fā)的B/C軸混合式五軸銑床,建立了非線性誤差分析模型,根據(jù)誤差分析結(jié)果,提出了非線性誤差補(bǔ)償策略,并將該誤差補(bǔ)償算法編入自主開(kāi)發(fā)的后置處理器中。(4)加工仿真與實(shí)驗(yàn)。建立了基于VERICUT加工仿真系統(tǒng),將后置處理得到的NC代碼在VERICUT中進(jìn)行模擬加工仿真,然后進(jìn)行銑削加工,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)控系統(tǒng)及后處理器是有效的。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG547
【圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 研究的背景及意義五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床憑借其自身高柔性和高效率等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車(chē)等制造業(yè)領(lǐng)域的復(fù)雜零件加工中發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著復(fù)雜型面產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，多軸聯(lián)動(dòng)高檔機(jī)床的研發(fā)和制造面臨巨大挑戰(zhàn)【1-4】。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是多軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床的典型代表，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類(lèi)繁多，通常是在三軸機(jī)床 X、Y、Z 的基礎(chǔ)上添加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。典型配置主要有：A-B 軸組合、A-C 軸組合和 B-C 軸組合。而結(jié)構(gòu)又可以分為主軸頭實(shí)現(xiàn)、工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)和主軸頭工作臺(tái)混合實(shí)現(xiàn)。常見(jiàn)的五軸數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸配置方案如圖 1-1 所示。

領(lǐng)域已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和軟件模塊方面具有良好的互換性；、子系統(tǒng)和模塊分級(jí)式結(jié)構(gòu)，具有高度模塊化的特征；利于用戶使用的人機(jī)交互式界面。數(shù)控系統(tǒng)的國(guó)外研究現(xiàn)狀1 年【11】，開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就已經(jīng)被提出，誕生于美國(guó)。開(kāi)放式數(shù)的通用性數(shù)控系統(tǒng)面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，這是最早大規(guī)模研究開(kāi)放式數(shù)式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展拉開(kāi)了序幕，并對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)做出了最基洲 22 國(guó)家在 1990 年共同聯(lián)合制定了 OSACA（Open System ArchnAutomation Systems）計(jì)劃【12】，將開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)分為軟件和硬間的通訊依靠 API（Application Program Interface）程序接口。此式數(shù)控系統(tǒng)還有許多輔助模塊，如 I/O 接口、操作系統(tǒng)和主板等，控制功能，包括邏輯控制功能、數(shù)據(jù)管理控制功能和運(yùn)動(dòng)控制功能。

圖 1-3 OSEC 分層結(jié)構(gòu)Fig.1-3 OSEC layered structure系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀放式數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要以 PMAC 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)為主抗干擾性，特別適用于環(huán)境較為惡劣的加工環(huán)境。國(guó)數(shù)控機(jī)床控制和自動(dòng)化設(shè)備控制等領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)研學(xué)的張學(xué)成、戴一帆【16】提出了將 PMAC 運(yùn)動(dòng)控制與較為簡(jiǎn)單的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單運(yùn)，其界面如圖 1-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2782207