含能材料复合加工控制系统设计与实现

发布时间：2017-10-16 22:26

  本文关键词：含能材料复合加工控制系统设计与实现

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【摘要】：目前,国内含能材料加工领域基本是:人工浇铸+多台半自动机床分工序、分时段加工的生产模式,但未来武器弹药形状多样化需求迫使这种方式捉襟见肘,不仅生产效率低下,而且加工安全性得不到有效保证。本人长期从事军工行业自动化加工设备的研究工作,积累了一定自动控制、含能材料加工、机电一体化及机床系统集成知识。通过调研国内外含能材料加工领域现状及发展,学习相关知识,复合加工技术必然是含能材料加工的主流发展趋势。针对国内含能材料加工领域高风险、低效率、技术落后的现状,本人采用功能分区方式,将加工主体设备、操作台和控制柜及其他电器附件分别放置在隔爆间、控制间及动力间内,根据防爆基本原理,重点对加工主体设备进行防爆设计。整机系统结构上以国产CK45-600x3标准斜床身车床作为复合加工机床的机械基础件,增加Y轴进给机构、主轴抱紧装置、12工位动力刀塔、冷却润滑系统及防护系统等,并集成德国西门子数控公司828D数控系统模块、增加新的插补进给轴完成钻铣功能、设计了PLC编程的开关信号检测回路、数控系统自定义按键功能、冷却回路与监控系统等。同时依据实际需要,二次开发了数控系统的部分专用程序和控制功能为用户的后续应用带来实效。通过编程软件检测、判断并显示整机系统的安全限制条件,依据实际状况自动显示、处理相关报警信息,确保加工过程的系统自动化监控的功能实现。控制系统及结构设计过程中使用防爆设计理念,选用防爆电子器件、进行机床静电处理。结合用户工艺需求和实际加工需要研究探索出一套有实用价值且易于推广的含能材料加工设备基本配置和基础工艺方法。最后,使用激光干涉仪对机床各轴精度进行检测,并模拟机床功能,完成试件加工,满足设计要求。整机系统已成功应用于实践,并通过了用户各项指标的检验。结果证明,该套整机系统充分激活了复合加工中心和数控系统功能,可行性和实用性很强,具有很高的性价比和推广性能。
【关键词】：复合加工 防爆安全性 数控系统集成 含能材料加工
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG65;TQ560.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究工作的背景与依据10-11
• 1.2 国内外研究历史与现状11-14
• 1.2.1 含能材料加工发展历史11-12
• 1.2.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的主要目标与内容14-16
• 第二章 总体方案设计16-28
• 2.1 典型零件加工工艺分析16-18
• 2.2 机床结构方案设计18-21
• 2.2.1 机床床身及进给系统18-20
• 2.2.2 伺服主轴系统设计20-21
• 2.2.3 刀具系统及其余机床附件21
• 2.3 控制系统方案设计21-24
• 2.4 系统防爆安全设计24-28
• 2.4.1 分区域布局设计24-26
• 2.4.2 电气防爆设计及系统静电处理26-27
• 2.4.3 控制系统冗余设计27-28
• 第三章 电气系统设计28-66
• 3.1 电气布局设计28-31
• 3.2 强电部分设计31-44
• 3.2.1 数控系统电机驱动设计31-34
• 3.2.2 控制变压器TC1设计34
• 3.2.3 开关电源配置设计34
• 3.2.4 冷却回路设计34-36
• 3.2.5 液压站回路设计36-37
• 3.2.6 主轴抱紧装置回路设计37
• 3.2.7 动力刀塔回路设计37-42
• 3.2.8 监视系统回路42
• 3.2.9 控制柜保护回路设计42-44
• 3.3 弱电部分设计44-50
• 3.3.1 数控系统集成设计44
• 3.3.2 继电器接口设计44-45
• 3.3.3 转接端子接口45-46
• 3.3.4 机床床身开关器件的选择46-47
• 3.3.5 电子手轮的配置47-49
• 3.3.7 整机系统电缆连接49-50
• 3.4 数控系统参数设置50-53
• 3.4.1 进给轴名称配置50-51
• 3.4.2 驱动模块与电机选择51
• 3.4.3 电机轴常用参数的实际设定51-53
• 3.4.4 运动性能优化53
• 3.5 二次开发的整机操作功能53-59
• 3.6 整机系统部分专用功能59-66
• 3.6.1 828D数控系统功能59
• 3.6.2 二次开发的特殊控制功能59-61
• 3.6.3 二次开发的PLC控制模块61-63
• 3.6.4 整机系统部分新开发的报警功能63-66
• 第四章 系统运行与测试66-75
• 4.1 系统运行及调整66-68
• 4.2 系统测试与验证68-75
• 第五章 结论75-76
• 5.1 总结75
• 5.2 后续工作展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79
• 攻读硕士学位期间取得的成果79-80

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7 Michael D，

本文编号：1045273