基于数控技术的随动加工系统设计

摘要

随着航空航天、汽车、船舶及模具等制造工业的发展,自由曲面工件在现代工业系统的运用越来越广泛,制造业急需研制出针对自由曲面工件的数控加工技术,尤其是大型工件的数控加工技术将成为目前研究的重点之一。
　　 论文针对特殊工件的加工要求,提出一种新型的加工方法:基于数控技术的随动加工方法,并在此基础上,从硬件选型到系统软件的设计,完成了随动加工系统的设计开发。最后对按照实际工件比例缩小制作的试验件进行加工试验,试验结果表明:加工系统的设计方案可行。
　　 论文主要内容包括以下几个方面:
　　 1.针对项目要求及工件特点提出加工方法;
　　 2.设计加工系统整体方案,选用840D数控系统作为加工系统的主控制器,根据工件及加工方法的特殊要求,分析了加工系统的硬件配置要求和软件设计要求;
　　 3.根据加工系统对硬件的要求,对加工系统硬件进行选型、硬件组态和整体的连接设计;
　　 4.针对加工系统对软件的设计要求,对840D数控系统的人机界面进行二次开发,使加工过程合理有序;编写双通道NC程序,控制加工过程;编写S7-300 PLC和FM352-5程序,辅助加工过程。程序设计过程中涉及多个处理器协同完成任务,提高系统的实时性和处理速度。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 选题意义

1.3 国内外研究现状

1.4 论文主要内容及研究的关键问题

2 系统总体方案设计

2.1 加工要求及工艺流程

2.1.1 加工要求

2.1.2 工艺流程

2.2 基于数控技术的随动加工系统分析

2.2.1 基于数控技术的随动加工系统

2.2.2 加工轨迹规划

2.2.3 工件外形检测及数据处理

2.2.4 刀具进给量控制算法

2.2.5 进给速度控制

2.3 加工系统的功能分析与设计

2.4 加工系统总体控制方案选择

2.4.1 加工系统控制器选择

2.4.2 840D系统简介

2.4.3 控制方案

2.5 技术难点

2.6 本章小结

3 系统硬件设计

3.1 机械装置硬件组成简介

3.2 传感器选型

3.3 控制系统硬件配置

3.3.1 人机界面配置

3.3.2 西门子840D运动控制系统

3.3.3 S7-300 PLC扩展模块配置

3.4 控制系统电气接口设计

3.5 本章小结

4 系统软件设计

4.1 人机界面的二次开发

4.1.1 开发方式简介及选择

4.1.2 人机界面二次开发流程

4.1.3 人机界面二次开发的实现

4.2 NC程序设计

4.2.1 NC程序设计

4.2.2 NC程序常用编程指令

4.2.3 数控机床的坐标系

4.2.4 随动加工控制的NC程序设计

4.3 PLC程序设计

4.3.1 机床PLC的总体功能

4.3.2 用户程序基本结构

4.3.3 数控系统PLC控制程序设计

4.4 高速布尔处理器FM352-5程序设计

4.4.1 FM352-5高速布尔处理器

4.4.2 FM352-5工作方式及编程

4.4.3 FM352-5程序设计

4.5 本章小结

5 数控伺服系统参数优化

5.1 数控进给伺服系统的功能

5.2 伺服驱动系统组成及工作原理

5.3 进给伺服系统分析

5.3.1 进给伺服系统数学模型

5.3.2 进给伺服系统动静态性能分析

5.4 伺服系统自动优化步骤

5.5 本章小结

6 加工试验及总结

6.1 加工试验

6.2 总结

6.3 工作展望

参考文献

作者简历

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