本文選題：開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) + UMAC運(yùn)動(dòng)控制器　； 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展,對(duì)刃形復(fù)雜的高精度刀具的需求迅猛增長(zhǎng),因此對(duì)制造刀具的數(shù)控磨床需求也大大增長(zhǎng)。而數(shù)控工具磨床的核心在于數(shù)控系統(tǒng),傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)雖然具有相當(dāng)成熟的控制技術(shù),但由于其封閉性逐漸不適用于當(dāng)今世界制造業(yè)對(duì)智能化、柔性化的需求,因此開(kāi)放式數(shù)控已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。目前,國(guó)內(nèi)的五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控工具磨床仍然需要依靠進(jìn)口,為了實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)五軸磨床數(shù)控系統(tǒng)的自主研發(fā),本文通過(guò)對(duì)五軸數(shù)控工具磨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)及功能要求的分析,研究開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的硬件及軟件結(jié)構(gòu)體系,提出基于UMAC運(yùn)功控制器的五軸磨床數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)對(duì)整個(gè)刀具設(shè)計(jì)、仿真、制造一體化的設(shè)計(jì)理念,對(duì)刀位文件數(shù)據(jù)后置處理運(yùn)動(dòng)求解算法進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)后置處理運(yùn)動(dòng)求解中存在砂輪初始軸向不同、工件坐標(biāo)系方向相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)系不統(tǒng)一導(dǎo)致的問(wèn)題,導(dǎo)致目前已有的算法并不完全適用。因此提出了一種基于坐標(biāo)變換的雙向求解方法,完成了磨床的運(yùn)動(dòng)求解過(guò)程的推算,為完善磨床的后置處理方法,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造一體化奠定基礎(chǔ)。采用模塊化設(shè)計(jì)方法,對(duì)系統(tǒng)軟件的功能模塊進(jìn)行劃分和設(shè)計(jì)。UMAC運(yùn)動(dòng)控制器具有優(yōu)越的開(kāi)放性,功能強(qiáng)大且便于開(kāi)發(fā)。通過(guò)研究上位機(jī)與UMAC的通信方式,及代碼檢驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)程序自動(dòng)生成、加工過(guò)程代碼同步顯示、磨床回零、伺服參數(shù)整定等關(guān)鍵技術(shù),滿足了數(shù)控系統(tǒng)的功能需求。最后利用軟件工程技術(shù)在.NET平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出一套五軸工具磨床數(shù)控軟件系統(tǒng),并建立了數(shù)控系統(tǒng)仿真的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了軟件系統(tǒng)的調(diào)試和驗(yàn)證。
[Abstract]:With the development of modern manufacturing technology, the demand for high-precision cutting tools with complex blade is increasing rapidly, so the demand for NC grinder for manufacturing tools is also greatly increased. The core of CNC tool grinder is numerical control system. Although the traditional CNC system has quite mature control technology, it is not suitable for the intelligent and flexible demand of the world manufacturing industry because of its closed property. Therefore, open CNC has become a new trend of CNC system development. At present, the domestic five-axis CNC tool grinder still needs to rely on imports. In order to realize the independent research and development of domestic five-axis grinding machine numerical control system, this paper analyzes the mechanical structure and function requirements of the five-axis CNC tool grinder. The hardware and software architecture of open CNC system is studied, and the design scheme of five-axis grinder NC system based on UMAC power controller is presented. According to the design idea of integration of tool design, simulation and manufacture, the algorithm of post-processing motion solution of cutter position file data is studied. It is found that there are different initial axial direction of grinding wheel in post-processing motion solution. Due to the disunity of the direction of the workpiece coordinate system relative to the machine tool coordinate system, the existing algorithms are not fully applicable. Therefore, a bidirectional solution method based on coordinate transformation is proposed, which completes the calculation of the kinematic solution process of grinding machine, and lays a foundation for improving the post-processing method of grinding machine and realizing the integration of design and manufacture. The modular design method is used to divide and design the functional modules of the system software. The .UMAC motion controller has excellent openness, powerful function and is easy to develop. By studying the communication mode between upper computer and UMAC and the key technologies such as code checking, automatic generation of motion program, synchronous display of machining code, grinding machine returning to zero, servo parameter setting and so on, the functional requirements of NC system are satisfied. Finally, a five-axis tool grinder numerical control software system is developed on .NET platform with software engineering technology, and the experimental platform of numerical control system simulation is established, and the software system is debugged and verified.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG596

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本文編號(hào)：1841119