船用螺旋桨叶片砂带磨抛在机检测系统研究

发布时间：2017-08-22 15:06

  本文关键词：船用螺旋桨叶片砂带磨抛在机检测系统研究

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【摘要】：螺旋桨是船舶动力机械的关键部件,船舶推进的效率、振动和噪声等与螺旋桨的制造精度和叶片的表面质量有很大的关系。提高螺旋桨叶片的加工精度和表面质量能提高螺旋桨的推进效率、减少空泡的产生,且对于螺旋桨寿命的提高也有至关重要的作用。螺旋桨叶片是由复杂空间曲线组成的工件,其型面属于大型复杂曲面。螺旋桨的直径较大[4](可达数米),且重量能达到几顿或者几十吨,是一种典型的大尺寸、难加工零件。螺旋桨叶面粗加工采用多轴数控机床完成,而精加工仍采用手工打磨、反复抛光的方法,这样不仅效率低,还不能保证螺旋桨表面加工质量。砂带磨削是一种兼有磨削、研磨和抛光等多种作用的复合加工工艺,能在去除螺旋桨多余余量的同时获得良好的表面质量。同时,为了保证螺旋桨的加工精度,在螺旋桨加工过程需要对其进行检测,传统的离线测量不仅效率低,还会产生二次装夹的误差。针对以上问题,本文开展了螺旋桨的在机检测装置的研究,主要工作如下:①分析螺旋桨加工检测需求,给出螺旋桨在机检测装置的总体方案、检测机构选择和结构设计,选用西门子840D系统为控制核心,构建螺旋桨在机检测装置控制系统的硬件平台。②对螺旋桨曲面测量轨迹规划进行研究,包括截面线的确定、测量采样点分布策略和测量路径的优化等三方面内容,并对测头半径的补偿方法进行讨论。③研究控制系统人机界面的开发方法,结合控制系统需求,规划控制系统功能模块。利用西门子提供的HMI-Environment环境下应用VB、VC分别完成人机界面的设计和语言动态链接库的创建,并将开发的界面嵌入西门子840D中,最后完成HMI与NCK/PLC通讯。④在机床上验证系统运行界面,并验证螺旋桨叶片在机检测控制系统的可行性。
【关键词】：船用螺旋桨叶片 控制系统 曲面测量 人机界面二次开发
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.33;TP274
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及重要意义8-9
• 1.2 船用螺旋桨数控加工现状9-12
• 1.3 测量技术概述12-14
• 1.3.1 复杂曲面测量方法12-14
• 1.3.2 螺旋桨测量发展状况14
• 1.4 论文的来源和主要研究内容14-16
• 1.4.1 论文的来源14-15
• 1.4.2 主要研究内容15-16
• 2 螺旋桨叶片在机检测系统设计方案16-28
• 2.1 系统需求分析16-17
• 2.2 螺旋桨叶片数控加工系统设计方案17-21
• 2.2.1 螺旋桨叶片数控加工系统设计18-19
• 2.2.2 螺旋桨叶片数控加工系统轴性分析和布置19-21
• 2.3 螺旋桨叶片测量机构选择21-23
• 2.3.1 测头选择21-22
• 2.3.2 信号传输器选择22-23
• 2.4 螺旋桨叶片检测结构设计23-24
• 2.5 控制系统设计24-26
• 2.5.1 840D数控系统简介24-26
• 2.5.2 控制系统硬件图26
• 2.6 本章小结26-28
• 3 船用螺旋桨叶片测量轨迹规划28-35
• 3.1 船用螺旋桨叶片测量轨迹规划概述28
• 3.2 船用螺旋桨叶片测量路径规划28-32
• 3.2.1 确定测量截面线28-29
• 3.2.2 测量采样点分布策略29-30
• 3.2.3 测量路径的优化30-32
• 3.3 测头半径补偿32-34
• 3.3.1 测头半径补偿方法32-33
• 3.3.2 等距面法补偿测量半径33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 HMI界面及功能二次开发35-52
• 4.1 人机界面开发35-38
• 4.1.1 人机界面开发原则35-36
• 4.1.2 系统功能模块分析和VB环境下的界面的设计36-38
• 4.2 动态语言链接库的创建38-41
• 4.3 界面的嵌入41-47
• 4.3.1 顺序控制简介41-42
• 4.3.2 标准和定制的模块和窗体42-43
• 4.3.3 配置应用程序43-47
• 4.4 HMI与NCK/PLC通讯47-51
• 4.4.1 DDE的概念和特点47-48
• 4.4.2 NCK/PLC变量的存取48
• 4.4.3 域服务（Domain Service）48-50
• 4.4.4 程序激活（Program Invocation）50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 系统运行实例及性能试验52-61
• 5.1 系统运行实例52-57
• 5.2 系统验证试验57-60
• 5.2.1 试验装置及试验条件57-58
• 5.2.2 试验及结果分析58-60
• 5.3 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-62
• 6.1 结论61
• 6.2 今后工作展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录66
• A. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目66

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本文编号：719800