高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)集成控制系統(tǒng)研究與開(kāi)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(shí)際應(yīng)用中仍存在很多問(wèn)題，需通過(guò)高速銑削實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行研究。切削力和切削溫度是反映加工過(guò)程的重要參數(shù)，對(duì)高速銑削加工的研究具有實(shí)際意義。本文研究開(kāi)發(fā)一套數(shù)控與檢測(cè)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(shí)現(xiàn)切削軌跡和切削力、切削溫度的對(duì)應(yīng)記錄，可以繪制切削刀具、切削用量對(duì)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(kù)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建一個(gè)可自動(dòng)換刀的高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)，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(kāi)發(fā)了一套基于PC機(jī)的高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)用PLC實(shí)現(xiàn)主軸、刀庫(kù)、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制和切削力、切削溫度的采集功能，用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面及后臺(tái)管理，并通過(guò)PC機(jī)與PLC之間的通信完成整個(gè)系統(tǒng)的控制任務(wù)。
　　高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)集

3、成控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)包括硬件和軟件兩個(gè)方面。本文研究了控制系統(tǒng)的硬件組成，并對(duì)各部分硬件的功能和原理進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)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(guò)對(duì)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(cè)系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，以模塊化設(shè)計(jì)的思想，提出了用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)人機(jī)界面的軟件設(shè)計(jì)方案。人機(jī)界面包含了高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)電主軸、刀庫(kù)、運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面。

4、并通過(guò)組態(tài)軟件內(nèi)部的通信協(xié)議模塊方便地實(shí)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(jì)了PLC主程序和各子程序，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)點(diǎn)動(dòng)、原點(diǎn)返回、定位以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制;電主軸速度和位置控制;刀庫(kù)的自動(dòng)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)方案，利用十字工作臺(tái)構(gòu)建了模擬的高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所開(kāi)發(fā)的高速銑削實(shí)驗(yàn)臺(tái)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