活塞异形外圆加工数控系统研究

摘要

该文的主要内容是研究一个基于RTLinux和Linux操作系统的活塞异形外圆加工系统.活塞,作为内燃机的一个重要零件,与缸体的配合程度极大地影响着内燃机的工作性能.为了保证活塞更好的完成承受推力、导向及传热等任务,其外型越来越复杂.该文分析了当前国内外活塞异形外圆的加工方法.由于活塞外形为复杂的三维空间曲面,活塞裙部外圆形状复杂且形状精度要求高,传统的加工方法无法完成该复杂型面的加工.该文第二章对活塞的三维空间曲面进行了分析.按活塞的横截面和纵截面(包含中凸截面)分别进行了分析,分别用B样条和参数样条进行数据处理,并给出了活塞加工时所需数掘点的计算方法.第三章是关于提高软件复用方面的内容.现在设计面向对象软件比较困难,而设计可复用的面向对象软件就更加困难.完全靠单个人开发一套系统软件的时代已经结束,而在软件中应用设计模式更是非常频繁.利用设计模式来开发软件可以提高软件的复用性.该文使用了在软件开发界广泛使用的MVC设计模式、策略设计模式和单件设计模式,并在该系统的开发中应用.第四章论述了数控系统的开放性.为系统的使用者提供了一个编程接口和一些用来配置系统的文本文件.用户可根据需要来配置系统的显示及运行控制.为了实现更灵活的配置和更友好的操作方式,开放性数控需要新型的配置过程,能够实现在系统启动、运行状态下系统的动态配置.对利用QT库实现数控系统的多语言显示提供了详细的操作步骤.最后进行了软靠模加工机床的数控系统的人机界面进行了分析与设计.数控系统采用基于PC的开放式体系结构,采用Linux和实时操作系统RTLinux结合实现了数控系统的非实时和实时功能.人机界面是数控系统和操作者之间沟通和联系的桥梁,因此该文在研究了现有的活塞加工系统的基础上开发出了一套人机界面系统,按系统的功能模块分为活塞数掘编辑、自动加工、手动加工、故障诊断、系统参数设置及帮助几部分.该人机界面系统具有简单、直观、易用的特点.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和关于学位论文使用授权的声明

笫1章绪论

1.1开放式数控技术的发展趋势及研究动态

1.2国内外活塞加工现状的研究及其分析

1.2.1硬靠模仿形加工的现状

1.2.2软靠模活塞加工数控系统的研究现状

1.3课题来源、意义和研究的主要内容

1.3.1课题来源和意义

1.3.2课题研究的主要内容

第2章活塞形线分析及在系统中的处理方法

2.1引言

2.2活塞横向形线变化规律

2.3活塞横向形线沿活塞高度的变化规律

2.4活塞纵向形线变化规律

2.4.1中凸形

2.4.2 AE凸台式

2.5活塞形线数据的处理

2.5.1活塞形线数据处理的数学基础

2.5.2横向形线的数据处理

2.5.3纵向形线的数据处理

2.5.4活塞加工所需数据点的计算和应用实例

2.6本章小结

第3章活塞加工数控系统中应用到的设计模式

3.1引言

3.2应用设计模式的意义

3.3利用MVC设计活塞加工数控系统的整体架构

3.3.1 MVC设计模式概述

3.3.2 MVC应用实例

3.4利用单件设计模式来封装全局变量

3.4.1意图

3.4.2单件设计模式的优点

3.4.3具体应用实例代码

3.5 B样条算法中应用的策略设计模式

3.5.1意图

3.5.2策略设计模式的优点和缺点

3.5.3 B样条曲线按节点矢量的分类

3.5.4策略设计模式应用实例

3.6本章小结

第4章用户可配置的数控系统

4.1引言

4.2实现用户可配置的数控系统的方法

4.3利用QT库实现数控系统的多语言显示

4.3.1 QT库的优点

4.3.2多语言应用系统的实现

4.4实现用户可编程的API接口

4.5本章小结

第5章活塞异形外圆数控系统的实现

5.1引言

5.2系统软件体系结构

5.3软靠模编辑模块的实现

5.4刀具管理

5.5自动加工

5.6手动加工

5.7参数管理

5.8诊断模块

5.9 MDI模块

5.10本章小结

结论与展望

参考文献

致谢