嵌入式齿轮加工数控系统关键技术的研究
发布时间：2017-08-01 20:05
本文关键词：嵌入式齿轮加工数控系统关键技术的研究
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【摘要】：目前齿轮加工数控系统基本都是在FANUC和SIEMENS等国外数控系统中添加齿轮加工模块实现的,系统程序的开发人员对数控系统底层的数据结构未知,不能嵌入自主研发的控制算法,限制了从控制方面提高齿轮的加工精度。本文开发的齿轮加工专用数控系统是在按特定要求定制的硬件上自主研发,最终能实现手动或自动生成加工程序,并对程序代码进行编译下发,在电子齿轮箱插补下完成加工,并对加工状态进行监控。本论文的主要研究内容有： (1)本文在对嵌入式齿轮数控加工系统的操作系统以及软硬件平台进行详细介绍说明的基础上构建其总体架构,并在对数控系统进行任务划分后简单介绍了自动编程、电子齿轮箱、通信和加工监控等功能模块。 (2)通过对滚齿和插齿加工工艺的分析研究,分别构建了滚齿和插齿自动编程的数学模型,并在分析了滚齿和插齿加工中的参数输入、检查以及处理等模块后对二者的自动编程功能模块进行开发和实现。 (3)通过对滚齿和插齿加工原理以及机床运动的分析研究,介绍了电子齿轮箱结构,在分析了电子齿轮箱的实现原理后从数控指令解析、插补计算及伺服位置控制等三部分讲述其实现过程。然后,对电子齿轮箱分滚切和插削圆柱齿轮进行实验验证。 (4)本论文设计了齿轮加工监控系统,并分析研究了加工状态监控的实现原理。在阐述OpenGL ES的绘图原理后就轨迹仿真和跟随误差监测进行研究实现。然后,设计并实现了加工报警信息监控及故障自诊断功能模块。此外,也分析实现了机床状态监控。 (5)对开发的齿轮加工数控系统进行功能测试以及软件整体稳定性测试,并将测试后的数控系统软件运行于数控滚齿机和插齿机上进行联机调试,调试结果表明所开发的齿轮加工数控系统能加工出满足生产要求的齿轮。 本论文研究开发的嵌入式齿轮加工数控系统能生产出精度较高的齿轮零件,已基本具备齿轮工业加工的要求,为以后齿轮加工控制精度提高以及齿轮数控的产业化奠定基础。
【关键词】：数控系统 自动编程 电子齿轮箱 加工监控 嵌入式
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：
- 致谢7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-11
- 目录11-14
- 插图清单14-16
- 表格清单16-17
- 第一章 绪论17-26
- 1.1 论文来源和选题意义17-19
- 1.1.1 论文背景和来源17-18
- 1.1.2 课题的目的和意义18-19
- 1.2 齿轮加工机床数控系统及相关技术的发展概况19-23
- 1.2.1 国外齿轮加工机床数控系统研究概况19-20
- 1.2.2 国内齿轮加工机床数控系统研究概况20
- 1.2.3 国外自动编程技术发展概况20-21
- 1.2.4 国内自动编程技术发展概况21-22
- 1.2.5 国外电子齿轮箱技术及监控技术发展概况22
- 1.2.6 国内电子齿轮箱技术及监控技术发展概况22-23
- 1.3 本文的研究内容和章节安排23-25
- 1.3.1 本文的研究内容23-24
- 1.3.2 本文的章节安排24-25
- 1.4 本章小结25-26
- 第二章 嵌入式齿轮加工数控系统设计及自动编程技术研究26-53
- 2.1 嵌入式齿轮加工数控系统26-32
- 2.1.1 嵌入式齿轮加工数控系统操作系统平台26-27
- 2.1.2 嵌入式齿轮加工数控系统硬件平台27-28
- 2.1.3 嵌入式齿轮加工数控系统软件结构28-32
- 2.2 齿轮加工数控系统设计32-36
- 2.2.1 齿轮加工数控系统任务划分32-33
- 2.2.2 自动编程功能模块33-34
- 2.2.3 电子齿轮箱功能模块34-35
- 2.2.4 通信功能模块35-36
- 2.2.5 加工监控功能模块36
- 2.3 齿轮加工工艺分析36-39
- 2.3.1 滚齿加工工艺分析36-38
- 2.3.2 插齿加工工艺分析38-39
- 2.4 自动编程研究实现39-52
- 2.4.1 滚齿自动编程技术研究实现39-46
- 2.4.2 插齿自动编程技术研究实现46-52
- 2.5 本章小结52-53
- 第三章 嵌入式齿轮加工数控系统电子齿轮箱技术研究53-64
- 3.1 齿轮数控加工原理及机床运动分析53-55
- 3.1.1 滚齿加工原理及运动分析53-54
- 3.1.2 插齿加工原理及运动分析54-55
- 3.2 电子齿轮箱原理研究55-57
- 3.3 电子齿轮箱实现过程57-60
- 3.4 电子齿轮箱实验验证60-63
- 3.4.1 滚齿电子齿轮箱实验验证60-62
- 3.4.2 插齿电子齿轮箱实验验证62-63
- 3.5 本章小结63-64
- 第四章 嵌入式齿轮加工数控系统监控技术研究64-80
- 4.1 齿轮数控加工监控系统设计64-65
- 4.2 齿轮数控加工图形监控研究实现65-73
- 4.2.1 轨迹仿真设计实现68-71
- 4.2.2 跟随误差监测研究实现71-73
- 4.3 报警信息监控及自诊断研究实现73-77
- 4.3.1 报警信息监控设计73-74
- 4.3.2 报警信息监控实现74-75
- 4.3.3 自诊断设计实现75-77
- 4.4 机床状态监控研究实现77-79
- 4.5 本章小结79-80
- 第五章 嵌入式齿轮加工数控系统软件测试与联机调试80-90
- 5.1 系统软件测试的目的和方法80-81
- 5.1.1 系统软件测试的目的80
- 5.1.2 系统软件测试的原则和方法80-81
- 5.2 齿轮加工数控系统软件的测试81-86
- 5.2.1 功能测试81-85
- 5.2.2 稳定性测试85-86
- 5.3 齿轮加工数控系统软件的联机调试86-89
- 5.3.1 数控滚齿加工试验86-88
- 5.3.2 数控插齿加工试验88-89
- 5.4 本章小结89-90
- 第六章 总结与展望90-92
- 6.1 总结90-91
- 6.2 展望91-92
- 参考文献92-95
- 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况95
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余久久;;软件功能测试用例的设计过程及实践[J];电脑知识与技术;2008年32期
2 韩善灵,栾贻国;基于AutoCAD系统进行APT语言自动编程[J];锻压机械;2000年02期
3 崔岩;王行勇;徐e，
本文编号：605944
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