多面數(shù)控磨拋機(jī)的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、本文的研究目的在于開發(fā)一種石材多面數(shù)控磨拋機(jī)床，該數(shù)控磨拋機(jī)能夠在一次裝夾中完成除底面外的多面磨削和拋光，大大提高了設(shè)備加工效率和加工精度。本文通過調(diào)研國內(nèi)外石材加工機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合廈門本地的實際需求，設(shè)計了磨拋機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)；搭建了以CMOS相機(jī)為核心的機(jī)器視覺硬件和軟件平臺；以SMC6480控制器為基礎(chǔ)，建立了磨拋機(jī)控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，并開發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)的軟件平臺；最后利用XL-80激光干涉儀對機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，采用三坐標(biāo)

2、測量儀研究了工藝參數(shù)對工件材料去除量的影響。
　　本文的主要工作內(nèi)容如下：
　?。?）通過對國內(nèi)外石材加工機(jī)床的調(diào)研，結(jié)合廈門本地的實際需求，設(shè)計了磨拋機(jī)的總體機(jī)械結(jié)構(gòu)，磨拋機(jī)采用龍門式結(jié)構(gòu)，在橫梁和立柱上均安裝有磨削模塊，磨削模塊包括磨削電主軸和和驅(qū)動電主軸進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動的氣缸。采用氣缸驅(qū)動能實現(xiàn)工件與磨削電主軸的軟接觸，有效的保護(hù)電主軸，該模塊可在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動下沿著滑塊導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動，完成對工件的磨拋加工。根據(jù)各軸的受

3、力情況選取了合適的步進(jìn)電機(jī)、滑塊導(dǎo)軌和滾珠絲桿等主要傳動部件；利用ANSYS軟件對磨拋機(jī)進(jìn)行了靜態(tài)和動態(tài)分析，分析結(jié)果可得床身的剛度滿足使用的要求。另外由于石材加工中會產(chǎn)生大量的粉塵，本文將磨頭和工件封閉在一個空間內(nèi)，這種方法既能實現(xiàn)對滑塊導(dǎo)軌、軸承等傳動件的保護(hù)，又能防止磨削廢液四處飛濺，達(dá)到了良好的防水防塵效果。
　?。?）采用基于機(jī)器視覺的方法，提取工件的表面輪廓并將邊緣輪廓的數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)控加工中。本文選定Mindvisio

4、n公司的DLC-300CMOS相機(jī)和YX-0612鏡頭作為圖像獲取單元，搭建了機(jī)器視覺的硬件平臺。利用MATLAB軟件對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，對獲取到的圖像進(jìn)行灰度化、圖像濾波、圖像邊緣檢測，再利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理，提取了光滑的圖像邊緣，并將圖像邊緣角點坐標(biāo)作為數(shù)控加工的起止點。
　?。?）設(shè)計了磨拋機(jī)數(shù)控加工的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。本文中采用開環(huán)控制， 在自制的控制箱內(nèi)集成控制器、驅(qū)動器、變頻器、串口轉(zhuǎn)模擬量輸出模塊、電磁閥等控制

5、單元，采用SMC6480控制器對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和電磁閥進(jìn)行控制，采用串口轉(zhuǎn)模擬量輸出模塊對變頻器進(jìn)行控制，實現(xiàn)電主軸的調(diào)速。利用MFC設(shè)計了數(shù)控加工系統(tǒng)的軟件，將軟件分為手動操作模式和自動操作模式，手動操作模式適用于機(jī)床調(diào)試，自動操作模式適用于工件的自動加工。根據(jù)不同的加工需求，自動操作模式又可分為單面磨削、雙面磨削和三面磨削三種模式。
　?。?）利用RENISHAW的XL-80激光干涉儀對磨拋機(jī)定位精度和重復(fù)定位精度進(jìn)行檢測，然