多面数控磨抛机的设计与试验研究

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1、分类号___________密级_____________收藏编号___________学号_____________学校代码11062编号_____________(产品研发)多面数控磨抛机的设计与试验研究工程领域：车辆工程研究方向：车辆传动、电控及其应用研究生姓名：程小汉校内导师、职称：罗善明（教授）、常雪峰（副教授）校外导师、职称：胡亦宁所在学院：机械与汽车工程学院答辩委员会主席签名：二〇一六年一月一遵守学术行为规范承诺本人已熟知并愿意自觉遵守《厦门理工学院学术道德规范管理办法(试行)》和

2、《厦门理工学院学位论文作假行为处理办法实施细则》的所有内容，承诺所提交的毕业和学位论文是终稿，不存在学术造假或学术不端行为，且论文的纸质版与电子版内容完全一致。二独创性声明本人声明所提交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得厦门理工学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本

3、声明的法律结果由本人承担。三关于论文使用授权的说明本人完全了解厦门理工学院有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)本学位论文属于(必须在以下相应方框内打“√”，否则一律按“非保密论文”处理)：1、保密论文：□本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。2、非保密论文：□本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。研究生本人签名：签字日期：20年月日

4、研究生导师签名：签字日期：20年月日2多面数控磨抛机的设计与试验研究摘要本文的研究目的在于开发一种石材多面数控磨抛机床，该数控磨抛机能够在一次装夹中完成除底面外的多面磨削和抛光，大大提高了设备加工效率和加工精度。本文通过调研国内外石材加工机械发展现状，结合厦门本地的实际需求，设计了磨抛机的机械结构；搭建了以CMOS相机为核心的机器视觉硬件和软件平台；以SMC6480控制器为基础，建立了磨抛机控制系统的硬件系统，并开发了数控系统的软件平台；最后利用XL-80激光干涉仪对机床的定位精度和重复定位精度

5、，采用三坐标测量仪研究了工艺参数对工件材料去除量的影响。本文的主要工作内容如下：（1）通过对国内外石材加工机床的调研，结合厦门本地的实际需求，设计了磨抛机的总体机械结构，磨抛机采用龙门式结构，在横梁和立柱上均安装有磨削模块，磨削模块包括磨削电主轴和和驱动电主轴进行进给运动的气缸。采用气缸驱动能实现工件与磨削电主轴的软接触，有效的保护电主轴，该模块可在步进电机的驱动下沿着滑块导轨进行直线运动，完成对工件的磨抛加工。根据各轴的受力情况选取了合适的步进电机、滑块导轨和滚珠丝杆等主要传动部件；利用ANS

6、YS软件对磨抛机进行了静态和动态分析，分析结果可得床身的刚度满足使用的要求。另外由于石材加工中会产生大量的粉尘，本文将磨头和工件封闭在一个空间内，这种方法既能实现对滑块导轨、轴承等传动件的保护，又能防止磨削废液四处飞溅，达到了良好的防水防尘效果。（2）采用基于机器视觉的方法，提取工件的表面轮廓并将边缘轮廓的数据应用于数控加工中。本文选定Mindvision公司的DLC-300CMOS相机和YX-0612镜头作为图像获取单元，搭建了机器视觉的硬件平台。利用MATLAB软件对相机进行标定，对获取到的

7、图像进行灰度化、图像滤波、图像边缘检测，再利用数学形态学处理，提取了光滑的图像边缘，并将图像边缘角点坐标作为数控加工的起止点。（3）设计了磨抛机数控加工的硬件系统和软件系统。本文中采用开环控制，I在自制的控制箱内集成控制器、驱动器、变频器、串口转模拟量输出模块、电磁阀等控制单元，采用SMC6480控制器对步进电机驱动器和电磁阀进行控制，采用串口转模拟量输出模块对变频器进行控制，实现电主轴的调速。利用MFC设计了数控加工系统的软件，将软件分为手动操作模式和自动操作模式，手动操作模式适用于机床调试，

8、自动操作模式适用于工件的自动加工。根据不同的加工需求，自动操作模式又可分为单面磨削、双面磨削和三面磨削三种模式。（4）利用RENISHAW的XL-80激光干涉仪对磨抛机定位精度和重复定位精度进行检测，然后在了解石材的材料去除机理的基础上结合工厂的实际加工经验和磨抛机本身的特性，采用CARLZEISS的SPECTRUM三坐标测量仪研究了磨盘型号、主轴转数、磨削压力等参数对工件材料去除量的影响。关键字：结构设计，机器视觉，数控系统，加工工艺，三坐标测量IIDesignandexperimentalr