新型数控仿形铣切锯的研究与开发

摘要

随着钢管管径的不断增大，适用于小管径钢管锯切加工的圆盘锯、管排锯已经难以满足生产要求。根据这一现状，本文研究开发了一套适用于大管径无缝钢管锯切加工的新型仿形铣切锯。该设备应用先进的机械设计技术、伺服控制技术、液压技术和计算机控制技术，有着设备主体结构小、能耗低、自动化程度高、锯切振动及噪声小等优势。全文共分为以下六章： 第一章对无缝钢管的制造工艺和几种常见的钢管锯机进行了介绍，分析了仿形铣切锯的设备结构和工艺过程；阐述了新型数控仿形铣切锯开发的必要性，介绍了仿形铣切技术的研究现状和发展方向，提出了本文的主要研究内容。 第二章分析了仿形铣切锯的技术指标和钢管规格参数，设计了仿形铣切锯的整体结构，制定了具体的加工工艺流程；并对主轴电机、定位夹紧机构等进行了分析和设计。 第三章给出了控制系统的总体方案，设计了上位机监控程序和PLC程序；阐述了Profibus-DP现场总线技术的特点，并就Profibus-DP现场总线技术在仿形铣切锯中的运用进行了详细设计。 第四章阐述了仿形铣切锯的锯切轨迹工艺，设计了适用于仿形铣切锯加工工艺要求的四轴联动控制系统；根据数据采样插补原理设计了上位机圆弧插补程序；编写了PLC程序，取代运动控制板，实现了对四台伺服控制器的协调控制；研究了Simodrive 611U伺服控制器的结构和特点，并将其集成到四轴联动控制系统中。 第五章对仿形铣切锯各锯切阶段的振动进行了分析，建立了锯切力模型；并通过Matlab仿真分析了主轴转速对振动的影响，设计了变速锯切减振措施，通过PLC控制变频器实现锯片的变速转动控制，从而减小锯切振动。 第六章对数控仿形铣切锯的研制工作进行了总结，并对其进一步的开发研究做了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1仿形铣切锯概述

1.2仿形铣切锯国内外发展现状

1.3相关技术

1.4课题来源

1.5论文的主要工作

第2章设备工艺分析及机械部分设计

2.1技术指标与工艺分析

2.2机械部分设计

2.3本章小结

第3章仿形铣切锯控制系统设计

3.1控制系统的总体设计方案

3.2计算机控制系统设计

3.3 Profibus-DP现场总线的应用

3.4本章小结

第4章四轴联动控制设计

4.1四轴联动工艺分析

4.2四轴联动控制方案分析

4.3上位机程序设计

4.4 PLC程序设计

4.5伺服控制器设计

4.4本章小结

第5章仿形铣切锯振动抑制设计

5.1仿形铣切锯切削稳定性分析

5.2锯切力与振动分析

5.3变速切削减振的具体实现

5.4本章小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

硕士期间参加的项目和发表的文章

致 谢