【论文-控制设计】三轴联动数控机床控制系统与插补法的研究.pdf

Y 1 帮剐 i ： * q L 地 勰j 亡工繁失秀 硕士学位论文 题目：三茸衄艋嘲啦栅床拄制系统与 辞I 瞎的研究 英文题目：R e s e a r c ho f C o n t r o lS y s t e m f o r T h r e e A x i sS i m u l t a n e o u s - m o l i o n e dN CM a c h i n ea n dt h eI n t e r p o l a t i o nA l g o r i t h m 学位申请人姓名 申请学位学科专业 指导教师姓名 李莉 电力电子与电力传动 肖傻武 蕴 巍时解。搬 湖北工业大学硕士学位论文 摘要 随着计算机技术的迅猛发展，数控系统从整体结构到详细设计，从硬件设计 到软件设计，都与早期的数控系统有了很大不同。早期的数控系统专业性很强， 可维护性、可扩展性比较差。随着微型计算机软硬件技术的发展，借助微机进行 数控系统的开发可以达到事半功倍的效果，因此成为目前数控领域的国际趋势。 本文介绍了一种三轴联动数控机床的硬件设计与算法设计。对于硬件设计采 用一个主单片机控制三个从单片机的方法，而三个从单片机分别管理每条轴。由 于插补算法采用的是数据采样法，这种方法适用于以交、直流伺服电动机作为驱 动元件的闭环伺服驱动系统，所以对伺服电机系统采用闭环控制系统。整个课题 的系统是开环系统，主单片机只负责计算和发数据，不检测电机是否走到位，是 否走到位这个工作由伺服系统来做。从单片机负责在规定的时间内给伺服驱动发 脉冲，脉冲发得快电机运行得快，脉冲发得慢电机运行得慢。 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化的信息实现机床 控制的一种方法，也是现代制造技术中最关键的环节。数控插补技术是数控系统 的核心技术，其功能强弱直接影响着数控加工质量。 插补算法大体上分为脉冲增量插补算法和数据采样法，在这罩采用数据采样 法。数据采样插补算法又称为时I B J 分割法插补，是根据程编进给速度将零件轮廓 曲线按插补周期分割为一系列微小线段，然后将这些微小线段对应的位置增量数 据进行输出用以控制伺服系统实现坐标轴的进给。基于这种方法主要研究了直线 和圆弧的插补算法，并用软件实现。在圆弧插补算法采用改进了数据采样法，这 种采样法没有近似计算，精度高而且插补速度快。另外还介绍了解析函数曲线及 比较常见的两种曲线( 圆柱螺旋线，渐开线) 的插补算法。为了保证机床在启动 或停止时不产生冲击、失步、超调或震荡，必须对进给电机进行加减速控制。为 了实现上的灵活性，我们采用软件实现加减速控制( 在数控装置的速度控制算法 中采用了前加减速控制) 。软件丌发平台为V C + + 6 0 ，与硬件通讯的模式采用V C + + 调用汇编语言的形式。 关键词：三轴联动，数控，插补算法，数据采样法，加减速控制 湖北工业大学硕士学位论文 A b s t r a c t W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y , N Cs y s t e m sh a v eb e c o m e m u c hd i f f e r e n tf r o mt h ee a r l yo n e f t ；, w h i c hc a nb es e e nf r o mt h ew h o l es t r u c t u r e 提出了自动生成数控程序和加工过程动态仿真的实现方法;采用行切法和等距线法走刀进行刀具轨迹的计算,能够产生平面 、直线旋转面和圆弧旋转面构成的零件的刀具轨迹;提出了平面二次曲线求交的交叉迭代算法,并运用解析法和线性逼近计算刀位点,有效提高了运算的速度 和正确性.该文完成主要工作包括零件图形的显示、工艺信息的交互输入、自动生成ISO标准数控代码程序,数控程序的编辑修改,以及进行数控加工过程刀 具轨迹的仿真以验证数控程序的准确性和可靠性.作为模具类零件CAD/CAM集成系统的一个重要组成部分,该系统直接以CAD子系统数据文件作为输入,不需要 利用数据交换标准文件进行数据交换,既不用购买支持软件提高了经济性,又实现了CAD/CAM的集成. 10.期刊论文 陆凤云 利用二轴联动加工零件中的球面曲线 -机械制造2002,40(2) 数控机床按其功能分为二轴联动、三轴联动、五轴联动等,能否在现有的二轴联动数控机床上加工完成需三轴联动加工的球面曲线,通过实践证明是完 全可以的.例如:我厂生产的T6920A铣镗床中有一种零件叫做安全接合子座,这个零件上有12-球面曲线就是需要三轴联动数控机床加工的,其结构如图1.图中 B-B、C-C是需三轴联动完成的12-球面曲线.因工厂条件有限,这