基于气囊抛光工艺的数控系统人机界面的开发

摘要

气囊抛光技术作为大型光学元件的超精密加工的一种方法,有效的提供了光学元件表面质量。由于气囊抛光过程中,抛光主轴运动的复杂性,将并联机床和气囊抛光技术结合,并引入全软件型开放式数控系统完成气囊抛光的整体控制。本课题针对气囊抛光并联机床的功能要求,对开放式数控系统进行整体开发。
　　本文详细介绍了气囊抛光技术的研究现状及发展,开放式数控系统的优势和发展,以及并联机床的整体发展状况。
　　本文论述了气囊抛光的工作原理,包括进动原理和接触区形成原理,并对气囊抛光的工艺要求进行分析。并根据抛光技术的功能要求和并联机构的特点,对数控系统整体功能划分了模块,加以分析。并对开放式数控系统的硬件和软件结构进行分析研究。
　　本文根据气囊抛光技术的工艺要求以及气囊抛光进动原理,对气囊抛光工艺界面模块进行整体规划,包括MATLAB程序的开发和图形界面程序的开发。又对PA系统的HMI模块进行二次开发,修改了硬键,添加了软键,实现了硬键、软键对气囊抛光工艺界面的调用。其中根据气囊抛光工艺要求,将气囊抛光工艺界面划分为曲面造型选择、抛光轨迹选择、轨迹大小位置调整、刀具半径及下陷量选择、辅助参数、抛光姿态选择和调用MATLAB程序等模块。根据每个细分模块的要求,完成MATLAB程序和图形界面程序的开发,实现数据交换,生成气囊抛光数控代码,最终完成气囊抛光工艺界面的开发。
　　本文对HMI模块的人机交互窗口进行了布局,添加了实轴显示模块,并根据并联机构正逆解原理,编写运动控制算法,实现了机床各轴回参考点和虚实轴转换功能。并通过开放环境CompileCycle将算法嵌入到数控系统。
　　最后,对气囊抛光并联机床的电气控制系统进行调试,添加辅助功能模块,对PLC模块进行开发,添加特定功能,对机床参数设置进行说明。最终将开放的数控系统应用于机床进行整体调试,完成整体数控系统的开发。

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第1章 绪 论

1.1课题研究的目的和意义

1.2气囊抛光技术的现状及发展

1.3开放式数控系统整体概述

1.4并联机床的发展

1.5主要研究内容

第2章 气囊抛光工艺要求及数控系统功能规划

2.1气囊抛光原理

2.2气囊抛光工艺要求

2.3 PA数控系统的功能规划

2.4 PA数控系统结构组成

2.5本章小结

第3章 气囊抛光工艺界面模块的开发

3.1气囊抛光工艺界面功能规划

3.2 MATLAB程序的开发

3.3图形界面程序的开发

3.4 PA系统HMI的二次开发

3.5本章小结

第4章 PA系统中气囊抛光数控系统的实现

4.1 HMI实轴显示模块的开发

4.2 PA系统CNC模块的开发

4.3本章小结

第5章 机床电气控制系统的设计及安装

5.1机床电气系统分析与设计

5.2 PA系统PLC功能模块的开发

5.3机床参数设置

5.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢