三坐標(biāo)劃線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在機(jī)械加工過程中，經(jīng)常需要對工件進(jìn)行鉗工劃線，以確定加工位置、進(jìn)行鉗工檢查。劃線時(shí)，通常使用游標(biāo)卡尺、鉗工劃線盤、鋼直尺等常用工具。此工序的精度將直接影響零件的加工精度。當(dāng)零件尺寸較大、外形復(fù)雜時(shí)，劃線精度低、效率低、操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。研究合適的劃線工藝裝備是非常必要的。
　　 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，CNC(computer numeric control)型控制系統(tǒng)變得日益普及，因此，設(shè)計(jì)數(shù)控型三坐標(biāo)劃線機(jī)取代人

2、工劃線將有助于提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工劃線與測量作業(yè)，只需一次或兩次裝卡便可完成對工件的測量與劃線。以研究中大型三坐標(biāo)劃線機(jī)為契機(jī)，著重解決工程中的問題，為研究制造精度更高的生產(chǎn)型測量機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)是很有必要的。
　　 課題研究就是針對劃線機(jī)的性能要求，分析其工作原理、軟件功能、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等，設(shè)計(jì)選用控制器及步進(jìn)電機(jī)等周邊設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)劃線機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的功能。
　　 本文首先分析劃線機(jī)的工作原理

3、與運(yùn)動(dòng)控制要求，采用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，對其整體造型、機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，選擇了適合劃線機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了檢測碰撞的劃線頭機(jī)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對劃線機(jī)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的比較和剖析，選擇了最合適的方案并給出了詳細(xì)的說明，形成了設(shè)計(jì)方案。以可編程控制器（PLC）為控制核心，集中完成三軸聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)和觸摸屏串口通信信號(hào)的收發(fā)，在進(jìn)行系統(tǒng)與外圍設(shè)備配置時(shí)留有余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。主控系統(tǒng)采用根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制要求按程序進(jìn)行

4、集中運(yùn)算處理，配以運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)等周邊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出邏輯控制，實(shí)現(xiàn)劃線機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的功能。為了提高控制精度，采用高精度的滾動(dòng)絲杠，并利用編碼器、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器形成閉環(huán)控制回路，實(shí)現(xiàn)三個(gè)坐標(biāo)X、Y、Z的微量進(jìn)給，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)速。采用具有多個(gè)數(shù)據(jù)接口的專用運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)直線、圓弧插補(bǔ)，保證了系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，提高劃線機(jī)三坐標(biāo)軸控制精度，增強(qiáng)劃線機(jī)的適應(yīng)性，并為下一步實(shí)現(xiàn)測量和數(shù)據(jù)處理做技術(shù)準(zhǔn)備。控制系