基于IMAC400的微细切割数控系统的开发

发布时间：2020-05-18 07:16

【摘要】：随着科技的发展,航空航天、军事、医疗等领域对微细机械的需求越来越大,这种需求催生了微细加工技术。时至今日,微细加工技术已经发展成为一门涉及传统加工方式与非传统加工方式的新技术,其产品的应用范围越来越广。本课题以基于IMAC400的微细切割数控系统为研究对象,开展了微细切割机床的硬件选型与结构设计、数控系统的软件开发、微细切割的加工运动仿真和自动编程以及机床运行的参数优化、误差补偿等工作。首先,根据微细切割机床的微细加工的特点,选定了微细切割数控系统的硬件如控制器、驱动器等,具体介绍了各种硬件的工作原理和性能,并搭建了机床的电控系统。利用Qt4.8开发出一套数控系统,阐述了数控系统的结构层次,具体的介绍了用户界面及其对应的功能,同时重点介绍若干函数的使用方法及其作用,并对NC代码的高亮显示、回零策略以及G代码的译码过程等进行了深入说明。其次,针对微细切割数控系统的NC程序的编程逻辑较为复杂的特点,开发了一个具有NC程序的运动仿真功能和自动编写NC程序功能的软件,然后,针对NC程序的结构和本机床加工过程的特点,说明了仿真和自动编程的数据存储方式以及其功能实现的具体流程,最终实现了运动仿真以及自动编写NC程序的功能。最后,针对机床运行过程中出现的若干问题,提出了对相关硬件进行参数优化的方法,并根据数控系统对机床动态响应特性的相关要求,介绍了机床的PID参数调试的过程。为满足数控系统对加工精度的要求,对机床的定位精度和重复定位精度进行了测量,并根据测量结果对机床的定位精度进行了补偿。为了满足对成品尺寸和质量的要求,测试了微细切割时刀具的刀尖形状、垫板材料、切割速度等加工参数对切割效果的影响。针对机床的结构特点,本文还介绍了一种行之有效的对刀方法,用来寻找工件坐标系的零点。最后为了验证机床的具体性能,利用微细切割数控系统进行多组加工实验,使用高分辨率的工业显微镜对加工后的工件进行测量,测量结果表明切割的部分工件能够达到精度要求,因此,数控系统满足设计要求。
【图文】：

工控机,控制器

研华UNO-2272G工控机Fig.2-3AdvantechUNO-2272GIndustrialComputer

IMAC400端口Fig.2-4TheinterfaceofIMAC400
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG48

【参考文献】