本文關(guān)鍵詞：基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零部件,其工作環(huán)境具有高溫、高壓的特點(diǎn)。正圓活塞在工作過(guò)程中由于產(chǎn)生機(jī)械變形及熱變形,會(huì)引起噪聲、竄氣等,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。為了抵消活塞在工作過(guò)程中的受力變形和熱變形,同時(shí)建立活塞與氣缸壁之間的高剛性潤(rùn)滑油膜,活塞通常設(shè)計(jì)為非圓異形曲面。由于非圓活塞外圓型面為復(fù)雜的三維型面,而且加工精度要求很高,通常采用全數(shù)字軟靠模機(jī)床進(jìn)行加工。本文針對(duì)當(dāng)前主流的數(shù)控軟靠模活塞外圓車床數(shù)控系統(tǒng)存在的系統(tǒng)開(kāi)放性不好,車削活塞時(shí)主軸轉(zhuǎn)速低以及可靠性差等問(wèn)題,提出基于PC的全軟件活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案,并利用TwinCAT環(huán)境進(jìn)行了開(kāi)發(fā),主要研究工作如下：(1)綜述活塞異形外圓特點(diǎn)和主要的加工方法,針對(duì)數(shù)控系統(tǒng),調(diào)研了全數(shù)控軟靠�；钊鈭A車床的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,提出了基于PC的全軟件解決方案。(2)對(duì)目前常用活塞異形外圓型面特點(diǎn)進(jìn)行了分析概括,分別從活塞外圓中凸型線、橢圓度及橫截面橢圓曲線這三個(gè)要素進(jìn)行分析,總結(jié)了其變化規(guī)律；采用三次樣條插值方法對(duì)活塞外圓型面進(jìn)行了插值,并在MATLAB中進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)根據(jù)活塞異形外圓車削原理分析了活塞異形外圓車床的運(yùn)動(dòng)控制需求和實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)容量等要求；簡(jiǎn)要介紹了EtherCAT總線及TwinCAT開(kāi)發(fā)環(huán)境的原理架構(gòu),并著重分析了其實(shí)時(shí)性、PLC掃描周期等性能特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上對(duì)基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了硬件架構(gòu),提出了對(duì)常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)和U軸直線電機(jī)控制任務(wù)的控制方案。(4)基于TwinCAT開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了機(jī)床下位機(jī)控制軟件的編制,基于Visual Studio 2008開(kāi)發(fā)環(huán)境采用C#語(yǔ)言進(jìn)行了上位機(jī)人機(jī)界面程序的編制,并采用ADS方式實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與下位機(jī)的通訊。(5)搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別進(jìn)行了數(shù)控系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)的測(cè)試和U軸在250μs插補(bǔ)周期下的高頻響仿真測(cè)試,驗(yàn)證了方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：活塞異形外圓 軟靠模 TwinCAT 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK406;TG519.1
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 活塞異形外圓加工概述12-15
• 1.1.1 活塞異形外圓型面簡(jiǎn)介12
• 1.1.2 主要加工方法12-15
• 1.2 活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題意義與研究?jī)?nèi)容19-24
• 1.3.1 課題意義19-20
• 1.3.2 本文主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.3.3 論文結(jié)構(gòu)20-24
• 第2章 活塞異形外圓型面特點(diǎn)分析與插值24-36
• 2.1 活塞型線規(guī)律分析24-28
• 2.1.1 活塞橫截面型線規(guī)律分析24-27
• 2.1.2 活塞橫截面橢圓度規(guī)律分析27
• 2.1.3 活塞縱向型線規(guī)律分析27-28
• 2.2 活塞異形外圓型面插值28-31
• 2.2.1 縱向型線插值28-31
• 2.2.2 橢圓度變化規(guī)律插值31
• 2.2.3 橫截面橢圓插值31
• 2.3 基于MATLAB的活塞型面加工數(shù)據(jù)生成31-35
• 2.3.1 MATLAB中活塞縱向型線插值31-33
• 2.3.2 MATLAB中活塞型面插值33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)36-50
• 3.1 活塞異形外圓車床控制需求分析36-38
• 3.1.1 活塞異形外圓車削原理36-37
• 3.1.2 活塞異形外圓車床控制需求37-38
• 3.2 EtherCAT總線及TwinCAT開(kāi)發(fā)環(huán)境概述38-46
• 3.2.1 EtherCAT概述38-41
• 3.2.2 TwinCAT開(kāi)發(fā)環(huán)境41-42
• 3.2.3 TwinCAT軟件性能特點(diǎn)分析42-46
• 3.3 基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)46-49
• 3.3.1 基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)46-47
• 3.3.2 活塞異形外圓型面加工軟件方案設(shè)計(jì)47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 基于TwinCAT的數(shù)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)50-70
• 4.1 基于TwinCAT環(huán)境的下位機(jī)控制軟件開(kāi)發(fā)50-60
• 4.1.1 基于TwinCAT NC的伺服軸控制51-52
• 4.1.2 基于TwinCAT NCI的插補(bǔ)模塊開(kāi)發(fā)52-55
• 4.1.3 譯碼模塊與輔助M功能的實(shí)現(xiàn)55-57
• 4.1.4 數(shù)字量及模擬量IO控制模塊的實(shí)現(xiàn)57-58
• 4.1.5 U軸控制模塊的實(shí)現(xiàn)58-60
• 4.2 上位機(jī)與TwinCAT的通訊60-64
• 4.3 基于Visual Studio 2008環(huán)境的上位機(jī)控制軟件開(kāi)發(fā)64-69
• 4.3.1 上位機(jī)軟件基本功能的實(shí)現(xiàn)65-66
• 4.3.2 外圓型面數(shù)據(jù)生成模塊的實(shí)現(xiàn)66-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 實(shí)驗(yàn)與仿真驗(yàn)證70-80
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及在TwinCAT環(huán)境中的測(cè)試70-74
• 5.1.1 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建70-72
• 5.1.2 TwinCAT環(huán)境中硬件平臺(tái)的測(cè)試72-74
• 5.2 基本運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)74-78
• 5.2.1 定位控制及手動(dòng)功能測(cè)試74-75
• 5.2.2 G代碼運(yùn)行測(cè)試75-78
• 5.3 U軸高頻響仿真實(shí)驗(yàn)78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第6章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 研究工作總結(jié)80-81
• 6.2 研究工作展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 致謝85-86
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果86-87
• 附件87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄭冬;大尺寸中凸變橢圓活塞車削加工衍生式數(shù)控系統(tǒng)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：264088