高速銑削實驗臺集成控制系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、高速銑削加工是現(xiàn)代切削加工的發(fā)展方向之一，但高速銑削加工在實際應(yīng)用中仍存在很多問題，需通過高速銑削實驗對其進(jìn)行研究。切削力和切削溫度是反映加工過程的重要參數(shù)，對高速銑削加工的研究具有實際意義。本文研究開發(fā)一套數(shù)控與檢測集成的控制系統(tǒng)，不僅減少了部分硬件設(shè)備，降低了成本，也使系統(tǒng)功能更加集中。系統(tǒng)可以實現(xiàn)切削軌跡和切削力、切削溫度的對應(yīng)記錄，可以繪制切削刀具、切削用量對切削力、切削溫度的影響曲線圖，為高速銑削刀具、切削用量的合理選擇和刀具

2、路徑的優(yōu)化提供了分析數(shù)據(jù)，為高速銑削加工研究奠定了基礎(chǔ)。
　　本文利用現(xiàn)有的高速電主軸、刀庫等實驗設(shè)備構(gòu)建一個可自動換刀的高速銑削實驗臺，結(jié)合其特點(diǎn)和控制要求，采用“PC+PLC”的結(jié)構(gòu)形式研究和開發(fā)了一套基于PC機(jī)的高速銑削實驗臺集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)用PLC實現(xiàn)主軸、刀庫、工作臺運(yùn)動控制和切削力、切削溫度的采集功能，用PC機(jī)實現(xiàn)人機(jī)界面及后臺管理，并通過PC機(jī)與PLC之間的通信完成整個系統(tǒng)的控制任務(wù)。
　　高速銑削實驗臺集

3、成控制系統(tǒng)的開發(fā)包括硬件和軟件兩個方面。本文研究了控制系統(tǒng)的硬件組成，并對各部分硬件的功能和原理進(jìn)行了分析，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。結(jié)合系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和控制要求，通過對系統(tǒng)軟件工作原理和工作流程的分析，并充分考慮了數(shù)控和檢測系統(tǒng)集成開發(fā)的特點(diǎn)，以模塊化設(shè)計的思想，提出了用組態(tài)軟件開發(fā)人機(jī)界面的軟件設(shè)計方案。人機(jī)界面包含了高速銑削實驗臺電主軸、刀庫、運(yùn)動控制和切削力、切削溫度采集的操作界面，切削力和切削溫度實時顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲界面。

4、并通過組態(tài)軟件內(nèi)部的通信協(xié)議模塊方便地實現(xiàn)了上下位機(jī)的通信。本文根據(jù)控制系統(tǒng)要求設(shè)計了PLC主程序和各子程序，實現(xiàn)了實驗臺點(diǎn)動、原點(diǎn)返回、定位以及進(jìn)給運(yùn)動控制;電主軸速度和位置控制;刀庫的自動換刀控制以及切削力和切削溫度數(shù)據(jù)采集。
　　根據(jù)高速銑削實驗臺的結(jié)構(gòu)方案，利用十字工作臺構(gòu)建了模擬的高速銑削實驗臺，對控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。實驗結(jié)果表明，本文所開發(fā)的高速銑削實驗臺集成控制系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行良好，操作方便，人機(jī)界面友好，能夠?qū)崿F(xiàn)控制高