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1、数控曲轴磨床控制系统设计与开发重庆大学硕士学位论文学生姓名：张伟指导教师：杨继东副教授专业：机械电子工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二OO八年五月TheDevelopmentandDesignofNumericalControlSystemofCrankshaftGrindingMachineAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngin
2、eeringbyZhangWeiSupervisor:Ass.Prof.JidongYangMajor:MechatronicsEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2008重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要曲轴是汽车发动机和其他内燃机的关键零件，需求量大，种类众多，加工精度要求高。因曲轴的加工精度对发动机的性能起决定性的作用，所以其加工质量和加工效率将直接影响到汽车产品的
3、质量和汽车工业的发展。但是,目前仅有少数几个国家能够掌握高精度数控曲轴磨床技术,故机床售价昂贵,台价高达60～80万美元,国内企业一般无法承受。因此,我们有必要研制出我国自己的数控曲轴磨床,重点是曲轴磨床数控系统,以满足国民经济发展的需要。为此,开发一套价格适中的高性能数控曲轴磨床控制系统就具有较高的市场价值。本论文采用目前国际上较为流行的工业PC+运动控制器的结构，设计基于Windows平台、能实现一次装夹工件并快速磨削完一根曲轴。系统以工业PC机作为硬件平台，结合运动控制卡良好的控制性能，配
4、以交流直线电机和伺服电机，组成了数控系统的硬件配置。论文中给出了具体的硬件结构框图，并对硬件系统设计和实现进行了说明。本论文通过对随动曲轴磨削的运动特性分析，建立了跟随磨削运动的数学模型，并且结合系统特性和实验数据，提出了对理论轨迹数据进行修正的方法。在磨削过程中，由于砂轮的进给轴具有高速、高加减速和高动态响应性的运动特点，所以本控制系统中的砂轮进给轴采用直线电机作为执行机构，保证该轴在加工过程中快速、大行程往复运动且负载惯性较大的情况下也能保证磨削的高度跟随性。系统软件基于Windows操作系
5、统，采用VisualC++6.0面向对象、模块化的程序设计方法，编写了人机交互界面程序。本论文给出了数控系统的用户层、数据处理层和控制层这三个模块的软件结构框图，并对软件系统所要求的功能模块给出了设计说明，详细讨论了几个主要模块的设计和实现方法。设计时采用模块化、层次化、开放式的思想，便于今后数控系统的维护、扩展和升级。最后通过现场的调试，基本达到了数控系统的设计目标，满足了用户的要求。关键词：数控系统，曲轴，运动控制器，系统软件I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThecranksh
6、aftsarethekeycomponentsforautomobileenginesandotherinternal-combustionengines,theyareingreatdemand,variousinkindsandstrictdemandsforprecision.Theirmachiningqualitydeterminesthequalityofengines,whichdirectlyinfluencesthequalityofcarproducts;theirmachi
7、ningefficiencydeterminesthecompetitivepowerofautomobileindustry.Becausethetechnicsofgettinghighprecisioncrankshaftaretakenthereinsbyafewcountries,thepriceofgrinderisveryhigh,upto800,000dollars.Itisunbearableformanydevelopingcompanys.Itisnecessaryforu
8、stodevelopourowngrinder,theemphasesistodevelopanCNCcontrolsystemtofulfilltherequirementofeconomicaldevelopment.Sotodevelopagrinderthatisnotonlycheapbutalsohighprecisionisvaluable.Mypaperadoptthesystemstructurethatispopularityoverseas,whichisIPC+Motio
