大型薄壁件是導(dǎo)彈、大型飛機(jī)和重載火箭等航空航天高端設(shè)備的關(guān)鍵組件,因此,對(duì)其加工的設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)提出嚴(yán)格要求。該類工件具有尺寸大、厚度小、結(jié)構(gòu)剛度低、形狀不規(guī)則和材料去除率高等特點(diǎn),且在銑削中因切削熱/力、殘余應(yīng)力、夾緊力等作用下易產(chǎn)生形變和顫振。使用常規(guī)的工藝裝夾和銑削大型薄壁工件,難以滿足其高質(zhì)高效、綠色加工的要求。為此,課題組提出了采用鏡像銑削工藝實(shí)現(xiàn)大型薄壁件的加工,設(shè)計(jì)了大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控系統(tǒng)的初步方案。本文進(jìn)一步完善和實(shí)現(xiàn)大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控系統(tǒng),并研究該裝備支撐與加工的同步運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。根據(jù)大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控系統(tǒng)的功能需求和開放式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,規(guī)劃了該裝備硬件和軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)�；谀K化設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了大型薄壁件鏡像銑削裝備的電氣控制系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng),開發(fā)了下位機(jī)運(yùn)動(dòng)程序與PLC程序,實(shí)現(xiàn)了大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件平臺(tái)。大型薄壁件加工裝備采用鏡像銑削工藝,其要求加工側(cè)與支撐側(cè)對(duì)稱軸間進(jìn)行嚴(yán)格的同步運(yùn)動(dòng),本文將這種對(duì)稱軸間的同步控制簡(jiǎn)化為雙軸同步控制。在分析了經(jīng)典的位置控制策略和雙軸同步運(yùn)動(dòng)的同步誤差與跟蹤誤差幾何關(guān)系的基礎(chǔ)...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 開放式數(shù)控系統(tǒng)國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 同步控制技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 同步控制國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 同步控制國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
2 大型薄壁件鏡像銑削裝備硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    2.1 大型薄壁件鏡像銑削裝備硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    2.2 UMAC硬件系統(tǒng)
    2.3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 系統(tǒng)主回路與控制回路設(shè)計(jì)
        2.3.2 機(jī)床各軸限位與回零
        2.3.3 Y軸電機(jī)抱閘電路設(shè)計(jì)
        2.3.4 手輪硬件電路設(shè)計(jì)
        2.3.5 主軸變頻控制電路設(shè)計(jì)
        2.3.6 電氣控制柜線路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    2.4 伺服控制系統(tǒng)
        2.4.1 伺服系統(tǒng)類型
        2.4.2 伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單元控制方式
        2.4.3 伺服驅(qū)動(dòng)單元與UMAC連接電路設(shè)計(jì)
        2.4.4 伺服自檢報(bào)警電路設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 大型薄壁件鏡像銑削裝備軟件系統(tǒng)開發(fā)
    3.1 大型薄壁件鏡像銑削裝備軟件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    3.2 UMAC軟件系統(tǒng)
    3.3 運(yùn)動(dòng)程序開發(fā)
        3.3.1 多軸同步運(yùn)動(dòng)
        3.3.2 G、M代碼的實(shí)現(xiàn)
    3.4 PLC程序開發(fā)
        3.4.1 PLC模塊化設(shè)計(jì)
        3.4.2 PLC功能實(shí)現(xiàn)
            3.4.2.1 手輪跟隨功能的實(shí)現(xiàn)
            3.4.2.2 主軸變頻控制的實(shí)現(xiàn)
            3.4.2.3 各軸限位與回零功能的實(shí)現(xiàn)
    3.5 本章小結(jié)
4 伺服系統(tǒng)雙軸同步控制
    4.1 單軸伺服系統(tǒng)位置控制
        4.1.1 傳統(tǒng)線性PID控制
        4.1.2 非線性PID控制
        4.1.3 非線性PID與傳統(tǒng)線性PID對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)
    4.2 雙軸伺服系統(tǒng)位置同步控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 交叉耦合同步控制器設(shè)計(jì)
            4.2.1.1 同步誤差與跟隨誤差的幾何關(guān)系
            4.2.1.2 非線性PID的交叉耦合同步控制器設(shè)計(jì)
            4.2.1.3 非線性PID的交叉耦合同步控制器仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 改進(jìn)的交叉耦合同步控制器設(shè)計(jì)
            4.2.2.1 耦合誤差的引入
            4.2.2.2 非線性PID的改進(jìn)交叉耦合同步控制器設(shè)計(jì)
            4.2.2.3 非線性PID的改進(jìn)交叉耦合同步控制器仿真實(shí)驗(yàn)
    4.3 雙軸同步控制實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.3 雙軸同步控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
5 大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)試與誤差補(bǔ)償
    5.1 UMAC的伺服控制算法及其參數(shù)整定
        5.1.1 UMAC的伺服控制算法
        5.1.2 PID反饋參數(shù)整定
        5.1.3 速度/加速度前饋參數(shù)整定
    5.2 大型薄壁件鏡像銑削裝備數(shù)控機(jī)床定位誤差補(bǔ)償
        5.2.1 UMAC的定位誤差補(bǔ)償原理
        5.2.2 定位誤差檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理
        5.2.3 UMAC誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 多軸同步運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
附錄B 手輪跟隨工程PLC程序設(shè)計(jì)
附錄C 主軸變頻PLC程序
附錄D 回零PLC程序設(shè)計(jì)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3877315