基于cpac非圆磨削数控系统开发

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1、国内图书分类号：TG595学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开硕士学位论文基于CPAC的非圆磨削数控系统的开发硕士研究生：徐新阳导师：李建刚副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG595U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringDEVELOPMENTOFNCSYSTEMFORNON-CIRCULARGRINDINGBASEDONCPACCandidate:XinyangX

2、uSupervisor:AssociateProf.JiangangLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要非圆工件结构复杂，加工精度要求高，它是航天、汽车、船舶、发电设

3、备等领域的关键部件，但是目前国内缺乏应用于非圆磨削的专用磨床，一般是机床本体自行制造，数控系统依靠进口国外高档系统。本文提出在国产运功控制器一体化平台上开发一套应用于非圆磨削的数控系统，并在实验室三轴铣床上进行加工验证。本文首先介绍非圆磨削的理论模型，以分段三次样条拟合为数学基础，进而介绍X-Y、X-Y-C、X-C三种加工方式下刀心轨迹坐标数据的计算。接着，讲述非圆磨削加工中恒速磨削的重要性和研究现状，提出本文恒速磨削算法的实现方式：一种是一次分段三次样条拟合，在工件坐标系用等弧长插值计算刀心轨迹坐标，实现恒速磨削；另一种是一次分段三次样条拟合计算出刀心轨迹坐标

4、，然后用刀心坐标和相应弧长进行二次分段三次样条拟合，最后密化插值得出最终加工数据。其次，讲述了非圆磨削加工中误差来源，提出误差分析库的建立，并进行误差补偿研究。最后，先在VERICUT数控仿真软件上进行机床模型虚拟建模，仿真实验加工，验证加工数据的正确性，然后，在三轴龙门铣床进行实体加工，并进行误差测量、误差补偿，验证系统的运行性能，软件界面的操作性能，以及本文提出恒速磨削算法、误差测量补偿算法的有效性。本文为非圆磨削系统的开发提供理论依据和完善的软件功能参考，对后续的利用其他开发工具进行非圆磨削系统的开发具有现实的指导意义。关键词：非圆磨削；恒速磨削；误差补偿

5、-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractNon-Circularworkpiecesisthekeycomponentsofaerospace,automobile,shipbuliding,powergenerationequimentandotherareas,whosestructureiscomplexandinhighdemandofprocessingprecision.However,thespecialgrindingmachinefornon-circulargrindingislackathomepresently,themajo

6、rofcontrolsystemsareimported.Thispaperputsforwarddevelopinganon-circulargrindingCNCsystemwithdomesticmotioncontroller,anddoaprocessingexperimentinthreeaxismillingmachine.Thispaperintroducesthegrindingtheorymodelfirst,andthenintroducesthecalculatedprocessofcuttercentercoordinatesasX-Y

7、,X-Y-C,X-Cthreeprocessingmodewiththemathematicalfoundationofpiecewisecubicsplinefitting.Afterthat,Iputforwardtwoalgorithmstorealizeconstantspeedgrindingbyintroducingtheimportanceandpresentresearchsituationofconstantspeedgrinding:ononehand,usingoncepiecewisecubicsplinefittinginworkpie

8、cecoordinate