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五轴小型数控铣床开放式控制系统及后处理开发

发布时间:2020-08-06 09:54
【摘要】:五轴联动数控机床凭借其自身的高柔性,在航空航天、汽车、船舶等领域的复杂零件加工中发挥着举足轻重的作用。而数控系统和后处理系统是保证高质量、高精度、高效率加工的重要基础。本文基于自主研发的五轴铣床样机,开展五轴联动开放式数控系统和后置处理系统研究,主要研究内容包括:(1)五轴联动机床数控系统硬件设计与开发。设计并搭建了五轴联动机床的电气控制系统,在此基础上进行数控机床伺服系统电机和PID调试,采用双频激光干涉仪对该机床进行精度检测,并进行了误差补偿。(2)开放式五轴联动数控软件系统开发。针对所搭建的开放式数控硬件系统,基于C#语言开发了数控软件系统,利用PMAC的PComm32动态链接库,实现了数控系统的通讯、运动控制和程序加工等功能。(3)非线性误差分析与后置处理系统开发。针对自主研发的B/C轴混合式五轴铣床,建立了非线性误差分析模型,根据误差分析结果,提出了非线性误差补偿策略,并将该误差补偿算法编入自主开发的后置处理器中。(4)加工仿真与实验。建立了基于VERICUT加工仿真系统,将后置处理得到的NC代码在VERICUT中进行模拟加工仿真,然后进行铣削加工,实验结果验证了数控系统及后处理器是有效的。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG547
【图文】:

五轴联动机床


1 绪论1 绪论1.1 研究的背景及意义五轴联动数控机床凭借其自身高柔性和高效率等优点,在航空航天、汽车等制造业领域的复杂零件加工中发挥着举足轻重的作用。随着复杂型面产品的广泛应用,多轴联动高档机床的研发和制造面临巨大挑战【1-4】。五轴联动数控机床是多轴联动加工机床的典型代表,其结构复杂、种类繁多,通常是在三轴机床 X、Y、Z 的基础上添加两个旋转轴。典型配置主要有:A-B 轴组合、A-C 轴组合和 B-C 轴组合。而结构又可以分为主轴头实现、工作台实现和主轴头工作台混合实现。常见的五轴数控机床的旋转轴配置方案如图 1-1 所示。

数控系统,开放式数控系统,开放式,控制功能


领域已经成为研究热点。开放式数控系统具有以下特点:结构和软件模块方面具有良好的互换性;、子系统和模块分级式结构,具有高度模块化的特征;利于用户使用的人机交互式界面。数控系统的国外研究现状1 年【11】,开放式数控系统就已经被提出,诞生于美国。开放式数的通用性数控系统面临严重的挑战,这是最早大规模研究开放式数式数控系统的发展拉开了序幕,并对开放式数控系统做出了最基洲 22 国家在 1990 年共同联合制定了 OSACA(Open System ArchnAutomation Systems)计划【12】,将开放式数控系统分为软件和硬间的通讯依靠 API(Application Program Interface)程序接口。此式数控系统还有许多辅助模块,如 I/O 接口、操作系统和主板等,控制功能,包括逻辑控制功能、数据管理控制功能和运动控制功能。

分层结构


图 1-3 OSEC 分层结构Fig.1-3 OSEC layered structure系统的国内研究现状放式数控系统的开发主要以 PMAC 产品的开发为主抗干扰性,特别适用于环境较为恶劣的加工环境。国数控机床控制和自动化设备控制等领域进行了相关研学的张学成、戴一帆【16】提出了将 PMAC 运动控制与较为简单的开放式数控系统应用平台,实现了简单运,其界面如图 1-4 所示。

【参考文献】

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本文编号:2782207

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