椭圆零件表面的磨削加工系统基础研究

摘要

本文对椭圆表面的高速磨削加工及在其磨削加工系统集成中用到的一些关键技术进行了基础的研究，并对磨削用的高速电主轴、直线电动机和伺服电动机的结构、工作原理以及运动方式进行了较为系统的分析和论述，实现了PIC微控制器对高速电主轴速度的控制；同时对直线电机和对直线电机的PID控制调速也做了分析和研究，并提出了其控制算法。基于现代数控系统理论，利用PIC微控制器对椭圆零件表面的磨削加工系统进行了集成。最后在集成的椭圆磨削系统基础上，建立了零件的椭圆插补算法，并对椭圆零件进行了磨削加工。具体内容如下：
　　1 阐述了椭圆零件磨削技术在现代工业中的重要性，并且对基于椭圆的数控磨削系统进行了简单的介绍，对磨削系统集成过程中的关键构件和技术做了较为深入的分析和阐述。
　　2 分析了机床的横向进给装置——直线电动机的结构、工作原理及其优缺点，对直线电动机的PID控制做了深入地解析。用直线电机作为机床的进给装置，可以实现微米级的精确进给。
　　3 本文对非圆磨削加工系统的主轴部件系统——高速电主轴做了相应的研究和探讨，特别是对高速电主轴和伺服电动机的速度控制方法——变频调速进行了完整的分析，对变频器的结构和工作原理做了详细的介绍。 应用交流变频技术，可使机床的主轴单元由变频器直接驱动，减少了机床的传动链，提高了机床的精度，同时也使得机床主轴的调速容易实现。
　　4 对数控机床的插补原理做了简单的论述，对数控机床的插补算法特别是椭圆插补的算法进行了详细的推导和研究，并应用该插补算法，实现了椭圆零件的磨削加工。

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第一章 绪论

§1-1椭圆零件磨削技术研究的背景和意义

§1-2 非圆磨削技术的国内外发展现状

§1-3 论文的主要研究内容

§1-4 本章小结

第二章 机床高速电主轴及其速度控制

§2-1高速电主轴的基本结构和工作原理

§2-2高速电主轴的润滑和冷却

§2-3 变频调速原理及其V/F控制方法

§ 2-4 PIC微控制器对电主轴变频器的控制

§2-5 本章小结

第三章椭圆零件表面磨削加工数控系统集成

§3-1 数控系统概述

§3-2 伺服电机

§3-3直线电机

§ 3-4 PIC微控制器对直线电动机的PID控制

§ 3-5 PIC微控制器数控系统集成

§3-6 本章小结

第四章椭圆零件表面磨削加工的插补算法

§4-1数控机床的插补原理概述

§4-2椭圆零件表面磨削加工的插补算法

§4-3椭圆磨削加工的实例

§4-4本章小结

第五章 总结与展望

§5-1总结

§5-2 展望

参考文献

致谢