基于多通道控制技术的非圆活塞数控车床控制系统的研究

摘要

本文主要研究基于多通道控制技术的非圆活塞数控车床控制系统，通过分析通道间的功能结构，搭建自主设计的直线进给通道平台，建立多通道控制系统模型。在时基控制原理的基础上，实现通道间的通讯及同步运动控制算法，以模块化的开发方式进行非圆活塞车削控制系统软件设计，实现了系统的人机交互功能及非圆活塞车削功能。
　　对多通道非圆活塞车削控制系统结构和功能进行划分，并对多通道非圆活塞车削系统的控制流程进行规划。在非圆活塞车削要求的基础上，选择合适的控制、执行及反馈机构，并对直线刀架进行优化设计，完成直线进给通道的硬件选型及连接。对系统进行参数设置和 PID参数整定，完成直线进给通道的自主设计。
　　通过对主轴、Z轴编码器信号进行高速光耦隔离，实现反馈信号的两路同步输出，建立通道间的通讯信号。运用时基控制原理，对通道间的同步运动控制算法进行计算和设计，实现各通道在零件组合加工中的同步配合控制。
　　利用Visual Basic软件，在Windows系统下进行了多通道非圆活塞车削控制系统的软件设计，通过对系统软件的运动控制、错误诊断、指令设置、活塞加工等功能进行模块化开发方式，实现系统的人机交互、活塞零件参数化加工控制程序的自动编译等功能。
　　结合多通道非圆活塞数控车床实验平台，设计多通道控制系统的非圆活塞车削实验，通过分别对非圆活塞横截面椭圆型线及轴向型线的加工验证，得出多通道控制系统的实用范围及控制精度。

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2非圆活塞数控车床的研究现状

1.3多通道控制技术的研究现状

1.4本课题的研究内容和意义

第2章 多通道非圆活塞数控车床控制系统的建立

2.1多通道数控系统的功能结构

2.2多通道系统的控制模型

2.3多通道非圆活塞数控车削系统机械结构

2.4本章小结

第3章 直线进给通道的平台搭建及系统设计

3.1直线进给通道硬件平台的搭建

3.2直线刀架的结构优化设计

3.3直线进给通道的系统调试

3.4本章小结

第4章 通道间的通讯与同步控制

4.1通道间的通讯

4.2通道间的同步控制算法

4.3本章小结

第5章 多通道非圆活塞车削控制系统软件设计

5.1 PMAC的软件通讯

5.2人机交互界面设计

5.3软件功能模块设计

5.4本章小结

第6章 多通道非圆活塞车削控制系统的实验验证

6.1实验平台整体介绍

6.2多通道控制系统实验验证

6.3本章小结

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录1 某企业4G15S型号活塞零件图

附录2 活塞轮廓型线坐标参数列表

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果