本文關(guān)鍵詞：專用數(shù)控銑床的研究設(shè)計(jì)

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【摘要】：普通立式銑床銑削一定角度的圓弧時(shí)效率低下，操作困難且互換性常常達(dá)不到要求，易造成廢品，不能滿足工廠大批量生產(chǎn)的需求。本文設(shè)計(jì)了并研制出了一種專用數(shù)控銑床，在保證一定加工精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化控制和雙主軸加工，極大地提高了生產(chǎn)效率。 本文首先介紹了專用數(shù)控銑床的加工工藝、坐標(biāo)系和刀具補(bǔ)償算法。根據(jù)飛輪加工的要求，明確了加工過程及精度，設(shè)定了機(jī)床坐標(biāo)系，包括機(jī)床原點(diǎn)、程序原點(diǎn)、工件坐標(biāo)系等。由于銑削的特點(diǎn)，在主軸加工時(shí)考慮到刀具半徑，即刀補(bǔ)問題，專門設(shè)計(jì)了刀具補(bǔ)償算法，盡量減小主動(dòng)誤差。 其次，對專用數(shù)控銑床的整體結(jié)構(gòu)、主軸系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)，建立了三維模型�？紤]到加工的效率，系統(tǒng)采用了雙主軸、雙工位的特殊設(shè)計(jì)，本質(zhì)上區(qū)別于普通數(shù)控銑床。另外運(yùn)用ANSYS有限元仿真軟件對主軸箱進(jìn)行了模態(tài)分析，得到了主軸箱的固有頻率值和振型，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。 再次，設(shè)計(jì)了一種基于ARM7微處理器和μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的控制方案，即由微處理器向機(jī)床電機(jī)系統(tǒng)提供控制信息，控制銑刀的旋轉(zhuǎn)、工作臺(tái)的進(jìn)給以及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的進(jìn)給。檢測電路中采用接近開關(guān)傳感器和限位開關(guān)實(shí)時(shí)檢測各坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)情況并反饋到微處理器。另外，對專用數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)軟件的流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 然后，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，對設(shè)備的部分強(qiáng)電電路和電磁兼容性進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 最后，完成了專用數(shù)控銑床的樣機(jī)制造，包括嵌入式硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)、強(qiáng)電系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等的建立和安裝。并對整個(gè)銑床進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)試，驗(yàn)證了機(jī)床控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性和可行性。 專用數(shù)控銑床是一個(gè)高難度的機(jī)電一體化產(chǎn)品，涉及到眾多學(xué)科領(lǐng)域，包括機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，，電工電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，信息處理技術(shù)，自動(dòng)控制原理等。本課題研制的專用數(shù)控銑床，可以極大地提高一定角度圓弧的加工效率和精度，對于節(jié)省生產(chǎn)資源具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：雙工位 刀具補(bǔ)償 ARM7 電磁兼容
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG547
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 組合機(jī)床概述9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.3 課題研究背景及意義11
• 1.4 本篇論文的研究內(nèi)容11-13
• 2 專用數(shù)控銑床的工作原理13-23
• 2.1 飛輪外圓圓弧加工工藝分析13-14
• 2.2 圓弧成形算法分析14-18
• 2.2.1 直角坐標(biāo)系中的圓弧成形14-17
• 2.2.2 極坐標(biāo)系中的圓弧成形17-18
• 2.2.3 圓弧成形坐標(biāo)系選擇18
• 2.3 刀具補(bǔ)償算法18-19
• 2.3.1 刀具補(bǔ)償?shù)囊饬x18
• 2.3.2 刀具補(bǔ)償算法18-19
• 2.4 誤差分析及補(bǔ)償19-22
• 2.4.1 誤差來源19-20
• 2.4.2 消除誤差的方法20
• 2.4.3 齒隙補(bǔ)償20-21
• 2.4.4 螺距補(bǔ)償21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 專用銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-39
• 3.1 機(jī)床設(shè)計(jì)的原則與要求23-24
• 3.2 專用數(shù)控銑床的總體布局24-25
• 3.3 主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-28
• 3.3.1 主軸轉(zhuǎn)速的確定25
• 3.3.2 切削力和切削功率的計(jì)算25-26
• 3.3.3 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-28
• 3.4 專用銑床進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)28-31
• 3.4.1 徑向進(jìn)給機(jī)構(gòu)（X 軸）28-29
• 3.4.2 回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)（C 軸）29-30
• 3.4.3 大工作臺(tái)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)30-31
• 3.5 夾具設(shè)計(jì)31
• 3.6 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-32
• 3.7 主軸箱的模態(tài)分析32-37
• 3.7.1 有限元法及 ANSYS 軟件介紹32-33
• 3.7.2 模態(tài)分析理論33-34
• 3.7.3 主軸箱的模態(tài)分析34-37
• 3.7.4 結(jié)果評價(jià)37
• 3.8 本章小結(jié)37-39
• 4 專用銑床控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)39-53
• 4.1 銑床控制系統(tǒng)概述39
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)39-40
• 4.3 機(jī)床電氣電路設(shè)計(jì)40-45
• 4.3.1 步進(jìn)電機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)40-44
• 4.3.2 直流電機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)44
• 4.3.3 三相交流異步電機(jī)的控制電路44-45
• 4.4 檢測電路設(shè)計(jì)45-46
• 4.4.1 有源濾波電路45-46
• 4.4.2 光電隔離電路46
• 4.5 控制電路設(shè)計(jì)46-48
• 4.5.1 電源電路46-47
• 4.5.2 復(fù)位電路47-48
• 4.5.3 時(shí)鐘振蕩電路48
• 4.6 軟件設(shè)計(jì)48-51
• 4.6.1 開發(fā)環(huán)境簡介48-49
• 4.6.2 加工程序流程設(shè)計(jì)49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-53
• 5 電磁兼容設(shè)計(jì)及現(xiàn)場調(diào)試53-65
• 5.1 電磁兼容概述53-54
• 5.2 設(shè)備的電磁兼容設(shè)計(jì)54-59
• 5.2.1 濾波設(shè)計(jì)54-55
• 5.2.2 電源的電磁兼容設(shè)計(jì)55-56
• 5.2.3 提高設(shè)備抗耦合干擾的措施56-58
• 5.2.4 系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)58-59
• 5.3 現(xiàn)場調(diào)試59-63
• 5.3.1 樣機(jī)組成59-62
• 5.3.2 調(diào)試方法62
• 5.3.3 調(diào)試結(jié)果62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 6 結(jié)論與展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄73
• A. 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文73

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8 閆瑾 趙s

本文編號(hào)：518132