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超快激光数控机床中电气系统协同控制的研究与实现

发布时间:2018-01-12 10:08

  本文关键词:超快激光数控机床中电气系统协同控制的研究与实现 出处:《中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:激光数控机床是一个集合光、机、电、检测于一体的复杂系统,相比于传统数控机床,激光数控机床对机床控制系统提出了更高的要求。本文针对飞机发动机叶片等关键零件皮秒、飞秒激光无重铸层微孔成形激光数控机床展开了研究,重点探索激光数控机床电气系统的协同控制,实现激光加工设备、检测设备以及数控系统等部件在加工时的协同配合。因此,本文主要从以下三个方面展开:1.分析激光数控机床的设备组成和各设备功能,根据设备功能和加工需求确定设备间的控制关系,再基于控制关系提出以工控机作为主控设备的机床电气设备协同控制方案。2.基于第一部分所分析的激光数控机床设备间控制关系和协同控制方案总体设计规划完成机床整体硬件结构设计,并详细介绍了数控系统和协同控制单元等机床控制单元的硬件结构设计,最后完成机床设备间的通信设计。3.在机床硬件结构的基础上,开发以工控机作为主控设备的协同控制系统。协同控制系统设计成由工控机控制软件和数控系统两部分组成。其中,数控系统软件实现机床轴运动控制,而工控机软件用于实际操作和实现整体协调控制。最后还详细介绍了控制系统软件主要功能模块的实现以及数控系统和工控机通信的软件实现。本文研究开发的激光数控机床通过实际实验验证了协同控制方案的合理性和可行性,同时本文关于激光数控机床电气系统协同控制的研究和实现对于解决激光加工技术与数控技术的进一步融合具有一定的参考价值。
[Abstract]:Laser numerical control machine tool is a complex system which integrates light, machine, electricity and detection, compared with the traditional NC machine tool. Laser numerical control machine tools have higher requirements for machine tool control system. In this paper, the research of laser numerical control machine tools is carried out for aircraft engine blades and other key parts, such as picosecond, femtosecond laser microhole-forming without recasting layer. Focus on the exploration of laser CNC machine tool electrical system collaborative control, laser processing equipment, testing equipment and CNC system in the machining of components in coordination. This article mainly starts from the following three aspects: 1. Analyze the equipment composition and each equipment function of the laser numerical control machine tool, and determine the control relation between the equipment according to the equipment function and the processing demand. Then, based on the control relation, the paper puts forward the cooperative control scheme of machine tool electrical equipment with industrial control computer as the main control equipment .2. based on the analysis of the first part, the control relationship between the laser numerical control machine tools and the overall design rules of the collaborative control scheme are presented. Finish the overall hardware structure design of the machine tool. The hardware structure design of CNC system and collaborative control unit is introduced in detail. Finally, the communication design between machine tools. 3. Based on the hardware structure of machine tools. A collaborative control system with industrial control computer as the main control equipment is developed. The cooperative control system is composed of two parts: industrial computer control software and numerical control system. Among them, the CNC system software realizes the movement control of machine tool shaft. Finally, the realization of the main function modules of the control system software and the software realization of the communication between the NC system and the industrial control computer are introduced in detail. The rationality and feasibility of the cooperative control scheme are verified by the experiments of the laser numerical control machine tool. At the same time, the research and realization of the collaborative control of the electrical system of laser numerical control machine have certain reference value for solving the further integration of laser machining technology and numerical control technology.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG659

【参考文献】

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本文编号:1413781

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