数控加工中心管控软件概述与设计

《数控加工中心管控软件概述与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、数控加工中心管控软件概述与设计第一章绪论1.1课题研究背景在机床领域是指利用数字信号对机床运动和加工过程进行控制，实现自动控制的一种方法。采用数字控制的系统即为数控系统。从1952年麻省理工学院研制出第一台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪，数控系统也由当初的电子管式发展到了今天的开放式数控系统⑴。微小型机械制造系统被誉为20世纪10大关键技术之首，微小机床是该系统的重要组成部分，是连接微观和宏观制造领域的技术桥梁，是21世纪的重点发展方向，受到世界各国的高度重视，日本美国和欧洲等发达国家投入大量人财物开展微小机床的研发[2]。1.2数控系统介绍　

2、　数控加工中心管控软件概述与设计第一章绪论1.1课题研究背景在机床领域是指利用数字信号对机床运动和加工过程进行控制，实现自动控制的一种方法。采用数字控制的系统即为数控系统。从1952年麻省理工学院研制出第一台实验性数控系统，到现在已走过了半个世纪，数控系统也由当初的电子管式发展到了今天的开放式数控系统⑴。微小型机械制造系统被誉为20世纪10大关键技术之首，微小机床是该系统的重要组成部分，是连接微观和宏观制造领域的技术桥梁，是21世纪的重点发展方向，受到世界各国的高度重视，日本美国和欧洲等发达国家投入大量人财物开展微小机床的研发[2]。1.2数控系统介绍

3、在加工零件时，用户根据加工图纸进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位置数据。用规定的代码和格式将工件的形状尺寸及加工过程所需的各种动作（如主轴变速、刀具选择、冷却液供给、进给、启/停等）用程序表示，通过人机界面加工程序清单写入数控装置。或用自动编程软件进行辅助编程，生成零件的加工程序文件后导入到数控装置。数控装置通过加工程序调试、试运行、加工仿真等方法确定加工程序的正确性。确认无误后运行程序，实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。开环数控系统是指没有位置反馈装置的数控系统，一般以步进电动机作为驱动元件，其信号流是单向的，开环数控系统的结构如图1-

4、2所示[3]。输入装置将控制信息传送到数控装置后，控制信息被编译成计算机能识别的机器码，经过运算后，在规定的时间内发出指令脉冲到驱动装置，使电动机转动规定的角度，驱动机床工作台运动。幵环控制系统的特点：无位置反馈装置，所以结构简单、工作稳定、调试方便、维修简单、价格低廉；机床加工精度主要取决于电动机和机械传动机构的性能和精度，如步进电机步距误差，齿轮副、丝杠螺母副的传动误差，都会影响机床工作台的运动精度，并最终影响零件的加工精度，因此加工精度不高；主要适用于负载较轻且变化不大、运动速度较低、加工精度不高的场合。半闭环控制系统的特点：半闭环环路内不包括或

5、只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能，系统的稳定性较好；能够消除电动机或丝杠的转角误差，加工精度比幵环好；半闭环控制系统难以消除由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差，但可对这类误差进行补偿，进一步提高加工精度；设计方便、传动系统简单、结构紧凑、性价比高而且调试方便。.第二章加工中心控制软件设计2.1加工中心硬件总体结构加工中心的机械系统主要包括工作台、床身、主轴、背轴、滚齿轴、刀架、刀库、导套及自动上料机构和自动收集机构等其他辅助零部件组成，机床整体模型如图2-1所示。为保障加工精度，高速主轴、背轴部件及运动轴、丝杠、导轨等分别采用瑞

6、士Tomos公司和台湾Hiatlab引擎实现模糊控制.......584.5本章小结.......60第五章控制软件控制效果实验.......615.1实验平台.......615.2Fuzzy-PID控制器测试实验.......615.3加工代码解释器测试实验.......635.4本章小结.......65第五章控制软件控制效果实验5.1实验平台观察实验所得的在两个控制器下的位移-时间曲线：在发送第一个位移指令后，X轴的响应速度差不多，但是传统PID控制器控制下的输出曲线有明显的超调现象；在发送第二个位移指令后，Fuzzy-PID控制器控制下，轴的

7、响应速度相比常规PID控制器控制下要快一些，而且基本不存在稳态误差；对第三个指令的响应，Fuzzy-PID控制器仍然表现出明显的优势。对五个线性轴分别做上述实验，并反复实验多次，对比Fuzzy-PID和传统PID的控制效果，得出以下结论：课题设计的Fuzzy-PID相比传统PID具有：稳态误差小、响应速度快、控制效果稳定的优点。通过软件进行误差补偿，可以一定程度上提高加工精度，由于误差补偿不是本课题研究范围，不再深究。本课题设计的控制软件在没有加入误差补偿算法的情况下，控制数控系统进行零件加工，其加工误差值是可以接受的。也就是说，课题设计的加工代码解释

8、器可以正确解释加工代码。..结论本文对面向微小零件加工的加工中心控制系统做了研究，给出了其硬件