本文關(guān)鍵詞：基于PMAC的虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī) 控制系統(tǒng) PMAC PID 誤差補(bǔ)償

【摘要】：麻花鉆是機(jī)械加工過(guò)程中常用的刀具之一,在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生磨損,要將后刀面進(jìn)行重刃磨才能繼續(xù)使用。主要的刃磨方法是錐面刃磨法,但其刃磨參數(shù)較多,刃磨運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜。為解決錐面刃磨法存在的缺點(diǎn)與不足,提出虛擬內(nèi)錐面刃磨法。論文分析了采用虛擬內(nèi)錐面刃磨法對(duì)麻花鉆進(jìn)行刃磨的原理,對(duì)虛擬內(nèi)錐面刃磨麻花鉆的刃磨參數(shù)的調(diào)整及控制方案進(jìn)行了分析。針對(duì)刃磨常用尺寸標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆的虛擬內(nèi)錐面麻花鉆刃磨機(jī)的運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、刃磨參數(shù)調(diào)整進(jìn)行了深入地分析,采用PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡與工控機(jī)的的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)了虛擬內(nèi)錐面麻花鉆刃磨機(jī)的控制系統(tǒng)。其中工控機(jī)為上位機(jī),負(fù)責(zé)非實(shí)時(shí)性的任務(wù),PMAC控制卡為下位機(jī),負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)性的任務(wù)。本論文通過(guò)計(jì)算與分析,選擇了例如步進(jìn)電機(jī)、編碼器、光柵等控制器件并搭建了控制電氣電路,以及伺服系統(tǒng)連線等。在設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)軟件部分時(shí),以Windows XP操作系統(tǒng)作為此軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái),以Visual Basic6.0與PMAC提供的函數(shù)庫(kù)Pcommserver作為編程工具,針對(duì)本機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)出軟件系統(tǒng)總體方案,在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)出操作簡(jiǎn)單、方便的人機(jī)界面,以及通過(guò)模塊化編程的方式實(shí)現(xiàn)了包括自動(dòng)刃磨、手動(dòng)刃磨、速度倍率控制、文件管理等主要功能。在軟件設(shè)計(jì)完成后,結(jié)合硬件進(jìn)行了測(cè)試,工控機(jī)與PMAC通信成功,各個(gè)軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào),人機(jī)界面操作方便。最后分析了PID控制算法以及由PMAC運(yùn)動(dòng)控制器自身提供的PID+速度/加速度前饋+NOTCH濾波的特殊控制環(huán)算法。分別通過(guò)階躍信號(hào)和正弦波速度信號(hào)對(duì)本控制系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行整定調(diào)整,使控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性最優(yōu)化。并且利用Pewin軟件中的Turning工具模塊以及光柵尺對(duì)本數(shù)控系統(tǒng)的Y軸進(jìn)行位置精度的測(cè)試,并且通過(guò)軟件補(bǔ)償?shù)姆椒ň帉?xiě)補(bǔ)償程序進(jìn)行補(bǔ)償。在執(zhí)行完補(bǔ)償程序后,經(jīng)過(guò)測(cè)量,試驗(yàn)臺(tái)的定位精度與重復(fù)定位精度有了顯著的改善與提高。通過(guò)對(duì)該刃磨機(jī)床更詳細(xì)的系統(tǒng)調(diào)試,基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī) 控制系統(tǒng) PMAC PID 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG713;TG596
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的提出及其研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外刃磨裝置的發(fā)展?fàn)顩r11-13
• 1.2.1 國(guó)外刃磨裝置的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)刃磨裝置的發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)概念13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 基于PMAC的虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)控制系統(tǒng)18-40
• 2.1 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)運(yùn)動(dòng)原理及其運(yùn)動(dòng)分析18-20
• 2.1.1 錐面刃磨法18
• 2.1.2 內(nèi)錐面刃磨法18-19
• 2.1.3 虛擬內(nèi)錐面刃磨法19-20
• 2.2 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)運(yùn)動(dòng)分析20-22
• 2.3 數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)22-23
• 2.4 PMAC運(yùn)動(dòng)控制器23-27
• 2.4.1 運(yùn)動(dòng)控制器23-24
• 2.4.2 PMAC運(yùn)動(dòng)控制器24-25
• 2.4.3 PMAC運(yùn)動(dòng)控制器功能25-26
• 2.4.4 PMAC運(yùn)動(dòng)控制器硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)26
• 2.4.5 PMAC動(dòng)控制器軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)26-27
• 2.5 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)控制系統(tǒng)硬件配置27-33
• 2.5.1 PMAC2A-PC104運(yùn)動(dòng)控制卡27-28
• 2.5.2 工控機(jī)28-29
• 2.5.3 編碼器29
• 2.5.4 電機(jī)選取29-32
• 2.5.5 光柵32-33
• 2.6 控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)33-34
• 2.6.1 電氣線路設(shè)計(jì)原則33-34
• 2.6.2 電氣回路設(shè)計(jì)34
• 2.7 控制系統(tǒng)硬件連線34-37
• 2.7.1 PMAC與主機(jī)連接34-35
• 2.7.2 PMAC與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)35-36
• 2.7.3 輔助連接36-37
• 2.8 本章小結(jié)37-40
• 第3章 基于PMAC的虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)40-56
• 3.1 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境以及編程語(yǔ)言的選擇40-41
• 3.2 PMAC軟件開(kāi)發(fā)工具41-43
• 3.2.1 Pcommserver41-42
• 3.2.2 PEWIN42-43
• 3.3 PMAC與上位機(jī)通訊43-47
• 3.3.1 用于PMAC與上位機(jī)通訊的主要函數(shù)43-45
• 3.3.2 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡變量45-46
• 3.3.3 指令46
• 3.3.4 程序46-47
• 3.4 虛擬內(nèi)錐面控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)47-48
• 3.5 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)48-54
• 3.5.1 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)數(shù)控系統(tǒng)各功能模塊化設(shè)計(jì)49-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 第4章 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)控制系統(tǒng)性能研究56-78
• 4.1 PID控制器56-57
• 4.2 運(yùn)動(dòng)控制器中的PID57-60
• 4.3 控制系統(tǒng)參數(shù)整定60-67
• 4.3.1 階躍信號(hào)對(duì)系統(tǒng)PID參數(shù)的調(diào)整61-63
• 4.3.2 通過(guò)拋物線響應(yīng)對(duì)系統(tǒng)前饋增益的調(diào)整63-67
• 4.4 虛擬內(nèi)錐面刃磨機(jī)位置精度檢測(cè)及螺距誤差補(bǔ)償67-76
• 4.4.1 定位精度分析68-69
• 4.4.2 定位精度的檢驗(yàn)69-73
• 4.4.3 系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償73-76
• 4.5 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 附錄84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果88-89
• 致謝89

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