發(fā)布時間：2020-03-25 04:48

【摘要】：數(shù)控技術(shù)是裝備制造的重要技術(shù)之一,尤其以五軸數(shù)控技術(shù)為典型代表。數(shù)控技術(shù)包括數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)和數(shù)控機床的設(shè)計與制造,其中數(shù)控系統(tǒng)作為機床的控制核心,是數(shù)控技術(shù)研究的重點,3D刀具半徑補償技術(shù)和RTCP技術(shù)作為五軸數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),在五軸數(shù)控技術(shù)中扮演著重要的角色。另外,基于微處理器的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)正逐漸成為數(shù)控研究領(lǐng)域的重要方面。因此,嵌入式五軸數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究具有光明的應(yīng)用前景。首先,本文在以O(shè)MAP3530+FPGA+CPLD為處理器的嵌入式硬件平臺上,完成了Linux系統(tǒng)、DSP實時系統(tǒng)和雙核通信套件DSPLink的移植,并以此為軟件平臺嵌入了部分數(shù)控應(yīng)用軟件模塊。其次,對五軸端銑加工的3D刀具半徑補償算法進行了研究。針對三種常用銑刀完成了單個加工模塊和兩個加工模塊間過渡段的補償計算,在MATLAB中對3D刀具半徑補償算法進行仿真驗證,并設(shè)計了該模塊在嵌入式數(shù)控系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法。然后,對五軸數(shù)控系統(tǒng)的RTCP功能算法展開研究。在分析非線性誤差產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,闡述了RTCP減小非線性誤差的原理,以C-A型雙擺頭機床為例完成RTCP算法的設(shè)計,并給出了RTCP軟件模塊在本嵌入式數(shù)控系統(tǒng)中實現(xiàn)的方法。最后,采用Microsoft Visual C++將3D刀具半徑補償算法編制成后處理軟件,生成帶有刀具半徑補償?shù)奈遢S數(shù)控加工代碼,在VERICUT中仿真驗證3D刀具半徑補償算法的正確性;通過MATLAB仿真,驗證了本文提出的RTCP算法對非線性誤差的抑制作用。
【圖文】：

中國的制造業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型升級，但是高檔數(shù)控級的關(guān)鍵瓶頸。因此，作為高檔數(shù)控代表的五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的特點相比三軸機床增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸，使得刀具與工件之間的相對件的相對運動使得五軸機床相比傳統(tǒng)三軸機床具有極為優(yōu)秀的比較三軸或者四軸機床具有如下特點[6,7]：系旋轉(zhuǎn)。五軸數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)有多種，其中一種就是帶有旋轉(zhuǎn)工中，工件隨著工作臺旋轉(zhuǎn)，工件坐標系也隨著工作臺的運動而軸插補運算時，要隨時計算工件坐標系的旋轉(zhuǎn)的角度以保證刀可隨加工曲面的需求而變化，以保持刀具處于最佳切削狀態(tài)。如腔、飛機發(fā)動機葉片、船用螺旋槳、復(fù)雜模具等，如果用普通程中刀具相對工件的位姿保持不變，就導致刀具產(chǎn)生干涉或者機床上，，刀具姿態(tài)在一定范圍內(nèi)可變使得這些難加工件的加工

基于 OMAP3530 數(shù)控系統(tǒng)的研究及 RTCP 功能的實現(xiàn)言）在 FPGA 內(nèi)部構(gòu)建數(shù)字電路實現(xiàn)的邏輯功能，均屬于硬件模塊�？刂谱酉到y(tǒng)統(tǒng)的 CPLD 主要實現(xiàn)對 FPGA 的配置、數(shù)控矩陣鍵盤的輸入、與其他模的功能。使用 CPLD 作為 FPGA 的配置芯片，通過 CPLD 產(chǎn)生配置時序 FPGA；CPLD 通用的 I/O 端口模擬實現(xiàn)矩陣鍵盤的行列掃描信號，實現(xiàn)AP3530 的數(shù)控系統(tǒng)的核心控制板如圖 2.3 所示。
【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】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：2599423