卧式车铣复合机床数控系统的研发和精度检测

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1、西安理工大学硕士学位论文卧式车铣复合机床数控系统的研发和精度检测姓名：江国焱申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：黄玉美20070301摘要论文题目：卧式车铣复合机床数控系统的研发和精度检测学科专业：机械电子工程硕士生：江国焱指导老师：黄玉美教授签名：殖!叠盏签名：垄2：乏车铣复合机床是近年来机床发展的一种必然趋势，该类机床能将车削功能、铣削功能、磨削功能和在线检测集于一体。复合机床由于联动的轴数较多，而且要求的数控软件功能较全，传统的数控系统难以满足其控制要求，因此存在着控制困难的缺点

2、。本文分析了传统数控机床和复合机床的不同点，研究了开发车铣复合机床数控系统的相关理论基础。本文介绍了开放式控制系统的发展现状，并分析了基于PC的开放式控制系统用于复合机床数控系统开发上的可能性及必要性。UG／CAM系统接口程序的开发实现了通用化数控编程。利用工控机、Turbo．PMAC运动控制器、双端口RAM、交流伺服驱动器、电主轴交流变频控制器等组成HC一80数控系统的硬件系统，并详细论述了各组成部分功能及特点。数控系统软件是在W'mdowsNT操作系统下，利用VisualC++作为工具开发完

3、成的。整个系统大体可以分为数控处理软件和用户界面软件两部分。数控处理软件主要是实现如何利用现成的NC代码或刀位文件在机床上实现加工；用户界面软件主要是人机对话功能的实现。两部分软件都采用了模块化的思想来构建的。本文从分析影响机床精度的误差源入手，研究了机床精度检测和提高机床精度的方法。利用ⅪjNISHAw激光干涉仪对HC．80机床x轴进行了直线位置精度的检测和误差补偿、角度误差检测和直线度误差检测。关键字：车铣复合机床；开放式数控系统；Turbo-PMAC；直线位置精度；误差补偿西安理工大学硕士

4、学位论文aredetected．Keyword：Tuming-millingcompositemachinetool：OpenCNCSystem：Turbo·Pmac：TheprecisionoflinearpositiomErrorcompensationIV独创性声明秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特另4加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成果

5、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任论文作者签名：i羔!叠．盎?一游湖目学位论文使用授权声明本人；!!型盘在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并已经在西安理工大学申请博士／硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1)已获学位的研究生按学校规定提交印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有

6、关数据库进行检索；2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生部办理。(保密的学位论文在解密后，适用本授权说明)论文作者签名：i兰!叠盔导师签名差鸯差．一2。嗨鲷日第1章绪论1绪论1．1引言随着科学技术和社会生产的发展，社会的消费心理逐渐趋向于品种多样化，数量小量化，且要求产品更新周期快。同时机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求越来越

7、高。由于产品改型频繁，在一般机械加工中，单件、小批量生产的产品约占70％～80％111．为了保证产品的质量，提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性，而且加工过程实现自动化。在交通机械、工业机械、工程机械等大量生产的工业部门中，大多采用自动机床、组合机床和自动线。但这种设备的第一次投入费用比较大，提高了制造成本；生产准备时间长，严重影响了产品的更新周期。这与改型频繁、精度要求高、零件形状复杂的产品，以及与国防工业的要求不相适应。数控机床就是在这种条件下发展起来的一种用数控装置控

8、制的，应用于精度高、零件形状复杂的单件、小批量生产的高效自动化机床。数控机床的出现有其深厚历史背景。它是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的。1946年，美国宾夕法尼亚大学研制出世界第一台电子计算机“ENL～C”，为产品制造由刚性自动化向柔性自动化方向发展奠定了基础。从20世纪40年代以来，航天技术的发展对各种飞行器的加工提出了更高的要求，这类零件形状复杂，材料多为难加工合金，为了提高强度、减轻质量，通常将整体材料铣成蜂窝式结构，这用传统的机床和工艺方法加工不能保证精度，也很难提高生产率。