任意母线砂轮修形机控制系统研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文1．1数控技术的发展1．1．1数控系统概念第1章绪论数控技术是20世纪40年代后为适应加工复杂外形零件而发展起来的一种自动化加工技术。数控系统是数字控制系统(NumericalControlSystem)的简称，是用数字控制技术实现的自动控制系统，可以控制各种生产过程。早期由硬件电路构成的称为硬件数控(hardNC)。70年代以后硬件电路逐步由专用的计算机代替，称为计算机数控系统(Computercontrolsystem)。数控加工技术是现代自动化，柔性化以及数字化生产加工技术的基础与核心。它的发展与运用开创了制造业的新时代，使普通机械被

2、数控机械替代，使全球制造业发生了根本性的变化。数控技术的普及与运用程度已经成为了衡量一个国家综合国力和工业现代化的重要标准。目前，国内外十分重视数控加工技术的研究。近年来由于国际市场上的竞争日益激烈，工业发达国家纷纷投入巨资发展数控技术。并且取得了丰硕的研究成果。随着社会多样化要求和其相关技术的进步，数控加工技术将向着更广泛和更深层次发展，将为社会带来更大的经济效益。如图I-I所示，数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置(CNC)、伺服系统及位置检测装置、辅助控制装置、车床本体等几部分组成⋯乜’。程输数伺服驱动及位序入控置检测装置主运动进载＼／装给运动辅

3、置辅助控制助动作体置n2(即强电控制)n转詈图1-1数控车床整体结构框图武汉理工大学硕士学位论文(1)程序编制及程序载体数控程序是数控车床自动加工零件的工作指令。在对被加工零件进行工艺分析的基础上。确定零件坐标系在车床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置，刀具与零件相对运动的尺寸参数，零件加工的工艺路线!、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到以上各种信息后用文字数字和符号组成才标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。．(2)输入装置输入装置的作用是将数控代码传递并储存到数控系统中去。主要包括：光电阅读机，磁带机或软盘驱动器等。此

4、外还可以通过键盘输入直接存储到系统中或通过编程计算机RS232接口技术传递到数控系统中(3)数控装置数控系统的核心。将加工程序通过数控系统的逻辑电路或控制软件系统进行编译、运算和逻辑处理后输出各种控制指令和信息，数控机床个部分的工作按指令有序的动作。(4)驱动装置及位置检测装置驱动装置接受来自数控系统的指令和信息，经功率放大后，严格按照指令和要求驱动机床移动部件，以加工出符合图纸要求的零件尺寸。(5)辅助控制装置辅助控制装置作用是接收数控装置输出的开关量指令信息，通过编译逻辑判断和运算，再经过功率放大驱动相应的电器，带动车床的机械、液压、气动等辅助装置完成指定的开

5、关量动作。(6)机床本体由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动装置、润滑和冷却系统组成。1．1．2数控修形技术简介在磨床上用砂轮对工件表面进行切削加工的方法称为磨削加工。它是零件的精加工方法之一，有时也是精密机械加工最终加土工序，因此直接决定工件的质量。成型磨削的特点是砂轮被修整成与工件轮廓相吻合的形状，成型磨削的精度在很大程度上取决于砂轮修形的精度，该项目介绍的是成型砂轮高精度修形的关键技术。采用参数化设计与反求技术进行砂轮成型重构，通过几何及物理仿真补偿数控修形实现成型砂轮修形，数控砂轮修形将砂轮形状重构、砂轮的修形工艺与数控技术

6、相结合，通过NC程序修形出任意母线砂轮，可使砂轮修整达到柔性好、2武汉理工大学硕士学位论文精度高、效率高的目的。1．，1．3数控修形技术的发展现状和趋势睁伽目前发达国家成型磨削应用很普及，成型磨削的特点是：效率高，工件的一致性好，对操作人员的技能水平要求相对低一些。要实现成型磨削，首先要解决修整问题。目前通用的修整方法是：单点金刚石修整笔数控修整，此方法对机床的综合技术指标要求较高，机床造价较高。复杂型面修整时，采用金刚石滚轮切入修整的方法对降低了对机床技术的指标和造价要求。这两种方法相比较，金刚石滚轮切入修整法效率更高。每次修整时间只需几秒钟，成型能力强，型面精

7、度稳定，特别是在批量生产中更能发挥它的经济效益。随着我国机械工业的发展，利用成型金刚石滚轮修整砂轮来实现成型磨削的方法越来越多地被生产厂家采纳，研制高精度金刚石滚轮修整装置就成为必然。目前在国外已经产生了一些专门面向企业，对外进行砂轮修形，以及生产修形部件的公司，比如美国的RushMachinery就是一家制造校正和修整机床的公司。他们把车间工具磨床的砂轮校正和修整分为采用联机或离线系统。离线修整的专用校正和修整机床是独立的，因此离线修整不妨碍磨削操作。这些机床适应整个的砂轮组件，它们服务于同一车间内许多台磨床。大多数切削刀具车间使用他们的一套离线修整系统能够服务

8、10台或以