筆頭加工車床數(shù)控化改造研究.pdf

1、李克強總理提出的圓珠筆頭之問，推動了中國制筆行業(yè)的發(fā)展。為了順應(yīng)行業(yè)發(fā)展，提高核心競爭力，廣大中小型制筆企業(yè)根據(jù)自身的基礎(chǔ)對筆頭加工車床進行數(shù)控化改造，已經(jīng)成為一種趨勢。本文結(jié)合實際生產(chǎn)需要，通過機械改造和電氣、電子凸輪曲線與控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計，實現(xiàn)筆頭加工車床的數(shù)控化改造，提高其加工精度保持性。
　　第一，在機械部分，通過分析筆頭加工車床的傳動系統(tǒng)和加工過程，找出鏈傳動機構(gòu)瞬時傳動比不能恒定和進給凸輪在生產(chǎn)實際加工中的缺陷是導(dǎo)致

2、車床精度保持性下降的最主要原因，并在此基礎(chǔ)上提出“滾珠絲杠+伺服電機”驅(qū)動大拖板實現(xiàn)進給加工運動的方案。另外，通過計算選擇合理的滾珠絲杠和伺服電機，提高了進給系統(tǒng)的傳動剛度、定位精度和快速響應(yīng)性。
　　第二，在電氣設(shè)計部分，根據(jù)選型要求選取運動控制器后，以其為控制核心，設(shè)計了電氣控制電路的總體結(jié)構(gòu)。根據(jù)調(diào)試過程中的撞刀問題，改進了車床原電氣控制電路，實現(xiàn)了只有在主軸啟動下，大拖板才能進給加工運動。之后設(shè)計了端子板外接元件電氣原理圖

3、和電氣控制柜。
　　第三，在電子凸輪曲線規(guī)劃和設(shè)計時，分別設(shè)計了三次多項式、五次多項式和七次多項式無量綱化后的凸輪曲線，通過分析上述三者凸輪曲線的無量綱特征值，選擇五次多項式設(shè)計電子凸輪曲線。根據(jù)無量綱化的定義，推導(dǎo)了跟隨情況下電子凸輪曲線無量綱化后的計算公式。結(jié)合進給凸輪的分段情況，分段設(shè)計車床的無量綱五次多項式電子凸輪曲線，之后將車床每一段的電子凸輪曲線整合成一個周期內(nèi)真實的電子凸輪曲線，并進行了Matlab仿真。根據(jù)電子凸輪

4、曲線位移圖，導(dǎo)出數(shù)據(jù)點表，為控制程序的設(shè)計做準(zhǔn)備。
　　第四，在控制系統(tǒng)軟件設(shè)計時，先介紹了OtoStudio可視化軟件開發(fā)平臺。以該軟件開發(fā)平臺為基礎(chǔ)，進行了系統(tǒng)配置，實現(xiàn)各種軟件和硬件之間通信。之后，設(shè)計了控制系統(tǒng)軟件的總體架構(gòu)包括狀態(tài)監(jiān)測與運動控制模塊。軟件運行時，這兩者并行循環(huán)執(zhí)行，循環(huán)周期為10ms。運動控制模塊主要分為6個子模塊:回零、手動、生產(chǎn)、信息記錄、輸出/輸出和參數(shù)設(shè)置。在這里6個子模塊中，生產(chǎn)子模塊采用運動控