开放式、可重构、柔性化异型功能齿廓表面创成CNC系统研究与开发

摘要

该文将开放式数控系统思想和异型功能齿廓加工理论结合起来,为构造低成本、高精度的异型功能齿廓CNC系统提出了一个新思路.该文首先是对开放式、可重构、柔性化数控系统体系结构进行了研究.在前人工作的基础上,提出基于信息流的数控系统模块化构造方法.将数控系统的加工过程看作是信息的不断转变,信息的一次转变可以用一个模块来实现.从而使数控系统的开放性、可重构性、柔性达到比较高的层次.该文从系统模块开发者的角度和数控系统集成制造者的角度,对开放式数控系统的模块化进行了分析,并给出了一些系统构造中所需要的关键技术,作为今后工作的指导.建立了一个基于PC+Windows系统,以及美国Parker公司的AT6400运动控制板的开放式、可重构、柔性化异型功能齿廓CNC系统的实例.利用VisualBasic编程语言建立CNC系统的软件平台,实现了手动控制、自动控制、参数化编程等功能.利用这一系统对Y38滚齿机进行数控化改造.对鼓形修形齿轮的加工控制模型进行了研究,并提出了两种控制方法.一是将离散重构的方法运用到鼓形齿的加工运动控制上.第二,首次提出了轮廓边界条件直接比较插补方法来进行运动控制.

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1齿轮技术的发展趋势

1.2数控系统的发展趋势

1.3齿轮加工CNC系统的研究现状

1.4本课题的提出及其研究的目的、意义和主要工作

第二章开放式CNC系统的体系结构分析

2.1数控系统的结构与功能

2.1.1数控机床的主要功能

2.1.2数控系统中的信息流

2.2开放式数控系统的硬件结构

2.3开放式数控系统的软件结构

2.4开放式数控系统模块

2.5 DLL-模块接口的核心技术

2.6功能模块设计方法

2.6.1机床和伺服控制模块

2.6.2用户界面模块

2.6.3软件功能模块的内部实现技术

2.7系统集成中采用的关键技术

2.7.1机床总体方案的确定

2.7.2系统软件的核心技术——多线程

2.8小结

第三章可重构开放式异型功能齿廓表面CNC系统建模

3.1齿廓加工运动分析和齿廓表面加工机床结构分析

3.1.1工件表面成形原理

3.1.2齿廓表面发生线的形成方法

3.1.3齿廓表面成形方法和所需成形运动分析

3.1.4齿廓表面加工机床结构

3.2可重构开放式异型功能齿廓表面CNC系统模块分析

3.2.1用户界面模块

3.2.2运动控制模块

3.3异型功能齿廓与开放式CNC系统的映射关系

3.4三闭环步进电机电子齿轮理论建模

3.4.1步进电机的闭环控制

3.4.2三闭环步进电机电子齿轮箱的原理

3.5小结

第四章可重构开放式异型齿廓CNC系统构造及其实验

4.1系统的结构框架

4.2 Y38滚齿机运动分析及改造

4.2.1切削运动

4.2.2分齿运动

4.2.3轴向进给运动

4.2.4径向移动

4.2.5机床的改造与脉冲当量的计算

4.3 AT6400多轴运动控制板简介

4.4系统软件结构

4.4.1编程语言的选择

4.4.2软件模块化结构

4.4.3用户界面模块

4.4.4参数化编程模块

4.4.5通信模块

4.4.6软件系统的流程

4.5鼓形齿轮加工运动控制模型

4.5.1引言

4.5.2坐标系的建立

4.5.3曲线拟合法控制模型

4.5.4轮廓边界条件直接插补法

4.6小结

第五章结论与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献