微细铣削数控软件及工艺数据库系统开发

发布时间：2020-03-11 18:37

【摘要】：微细铣削技术具有加工精度可控、适用多种材料、可加工三维复杂形状、设备费用低等优点,近几年得到了飞速发展,逐渐成为微细加工的一种重要手段。微细铣床作为微细铣削的加工设备,是实现该加工技术的前提与基础,而对加工过程信号的采集与分析对微细铣削机理的研究及工艺优化具有重要意义,同时由于缺乏系统的基础理论和大量的工艺数据支持,且现有的相关研究大都是独立、分散、不完整的,这也对构建微细铣削工艺数据库提出了迫切的需求。为此,本课题使用一致软件开发平台,分别对微细铣床数控系统软件、加工过程信号测量系统,以及微细铣削工艺数据库系统进行了设计与开发,实现整个微细铣削加工环节的平台统一。本文主要研究工作如下:(1)介绍了微细铣床的整体结构与伺服系统结构并对伺服参数进行整定,完成了微细铣床数控系统软件基本功能的开发并重点实现了加工程序行实时显示、三维实时刀轨显示和旋转缓冲区等功能,充分利用PMAC运动控制器提供的SPLINE运动模式设计开发了面向微小型零件轮廓曲线铣削加工的功能模块并进行了实验验证。(2)对加工过程信号测量系统进行总体设计,阐述其工作原理并确定测量系统软件的功能结构。利用Measurement Studio组件,使用C#与Matlab混合编程技术,开发并实现了测量系统的数据采集与数据分析两大功能模块,进行微细铣削实验,通过对切削力信号的采集与分析验证系统可靠性。(3)完成了微细铣削工艺数据库系统总体设计,包括数据库的结构设计与数据库系统功能设计。使用基于实例推理与规则推理的混合推理的方法实现微细铣削工艺参数的有效推荐与数据库系统的自学习,建立了针对微细铣削的切削参数优化数学模型并采用混合改进遗传算法实现对切削参数的多目标优化。
【图文】：

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南京航空航天大学硕士学位论文第一章绪论背景与意义新技术的不断发展，，在航空航天、精密仪器、电子通讯、各种高精度高性能微小型产品及零件的需求日益迫切，对度等方面的要求也越来越高[1]，因此对微细加工技术的研究主要有 MEMS 技术和微细切削技术，而基于微电子技术的、只可加工简单二维及二维半几何形状的局限性，无法满化和柔性化生产的要求。因此，微细铣削技术作为弥补该工精度可控、适用多种材料、可加工三维复杂形状、设备费的重要性日益提高，已成为当前研究热点。图 1.1 为使用零件与结构。

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0.29[9]。图1.2所示为韩国智能制造研究所Rol等人研制的三轴微细机床，主轴转速最高达80000r/min，Z轴编码器的分辨率为0.01μm[10]。该机床使用了Delta Tau公司的运动控制器，采用开放式数控系统结构，增强了微细机床适应性。德国亚琛工业大学研制了一台五轴超精密数控铣削系统，如图1.3所示，该机床专用于微细加工，可适用于平面与3D微结构的微铣削加工[11]。美国路易斯安那州立大学MML实验室研制了一台超精密五轴微细铣床，如图1.4所示
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP311.13;TG547

【参考文献】