結 論
加工中心的發展是衡量一個國家先進制造業發展的重要標志。本文在深入研 宄國內外數控系統的基礎上,根據TX1600G鏜銑加工中心的機械結構特點,采用 了 “NC+PC”型開放式數控系統,設計了一套多軸多通道的基于UMAC運動控制 器的開放式數控系統。該數控系統具備機床基本功能,并添加了補償功能,進行 了 PID調節,對提高加工中心的精度和效率具有重要的意義。其論文主要完成了 如下內容:
1. 根據加工中心的特點,選用多通道控制的UMAC運動控制器為下位機, 進行邏輯控制和執行運動程序。以工控機為上位機開發系統人機界面,對系統進 行非實時管理,如程序的編輯、參數設置、對刀等。以Wmdows系統為開發平臺, 采用模塊化方法開發人機界面,并通過試驗臺對該人機界面調試運行,驗證了人 機界面有效可行。
2. 根據鏜銑加工中心的功能需求,設計并配置了系統硬件結構,如根據需求 選擇了 UMAC的軸卡,I/O卡及其他附件卡,經計算選擇了伺服電機。根據手輪 的控制原理,設計了基于UMAC的手輪功能,編寫了手輪控制程序,并在試驗臺 上進行調試運行。根據機床需要編寫了 PLC控制程序和機床代碼子程序,實現了 機床的邏輯控制和運動控制。
3. 針對TX1600G鏜銑加工中心滑枕的撓度變形的問題,進行了有限元分析, 根據得到的變形量,利用UMAC提供的一維位置補償功能,建立了適合加工中心 的撓度補償,并設計了修改撓度補償量的界面,通過修改補償量界面,可修改撓 度補償量,提高了數控系統的開放性。最后經試驗臺運行調試后證明,該方法可 行,且操作簡單、響應速度快。
4. 針對鏜銑加工中心高精度,穩定性好的要求,控制系統采用了全閉環控制。 分析UMAC提供的“PID反饋+前饋+陷波濾波器”控制算法,根據控制原理調整 了 PID參數,減小了系統的跟隨誤差和滯后性,使得系統響應比較接近理想狀態, 從而提高了系統的響應速度與控制精度。
從當前的研宄成果來看,鏜銑加工中心數控系統還需要進一步的完善,需要做以下幾項:
1. 鏜銑加工中心采用了 “UMAC+IPC”模式的數控系統,由于時間有限, 課題中應用和開發了 UMAC的部分功能,通過編寫人機界面,實現了數控系統的 基本功能。為了滿足用戶更高的需求,需要深入研宄UMAC的功能和數控系統的 控制功能,在數控系統中添加更多的功能模塊。
2. 數控系統能夠實現操作者檢驗程序并實時觀察零件加工的進度,在系統中 添加三維實體動態刀具軌跡顯示功能。用戶利用刀具軌跡顯示功能觀察機床加工 進度,并可以校驗程序,實現加工過程可視化。
2021-09
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2021-09
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2020-10
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