四轴数控精密研磨平台系统设计与实现

摘要

精密和超精密加工技术的发展，直接影响尖端技术和国防工业的发展。世界各国在这方面都极为重视，投入很大力量进行开发研究，同时技术保密，控制出口。由于航空航天、尖端技术、多种高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光技术的迅速发展和多领域的广泛应用，各种复杂高精度零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工，成为迫切任务。
　　 本文针对目前精密加工的现状，提出了一种四轴数控精密研磨平台设计方案，开发了一台200mm×200mm×150mm的四轴加工平台，即基于PCI-1240运动控制卡来研究四轴数控研磨平台的运动控制，采用了基于上位机和下位机的双CPU开放式数控系统。系统采用工控PC机和XP操作系统，并选用Visual C++6.0作为开发工具，通过研究平面磨削及非球面研磨的加工理论，完成了以下内容：
　　 1.完成了整个数控研磨平台机械结构与硬件系统的设计与搭建。本平台采用性能稳定的45号钢为主要结构材料，采用伺服电机作为驱动机构，滚珠丝杠为传动机构，滑动导轨作为导向机构，整个系统机构稳定，性能可靠。
　　 2.完成了整个精密研磨平台控制系统的设计与调试，控制系统采用由计算机、控制卡、驱动器、伺服电机、传动和导向机构加工刀具等部件连接而成的控制系统。
　　 3.通过研究平面磨削及非球面研磨的加工理论，介绍了几种常见的加工轨迹规划，设计及实现了控制软件。软件的主要功能模块有初始化模块、基本运动控制模块、直线插补模块。
　　 4.设计了四轴数控研磨平台加工试验，并对控制系统进行测试，验证了平台系统的可行性与有效性。