基于UMAC的超精密車銑復(fù)合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研制.pdf

1、為了提高復(fù)雜異形工件的加工效率和加工精度，工程界一直在探索高效的超精密加工工藝方法，車銑復(fù)合加工技術(shù)是處于創(chuàng)新發(fā)展之中的解決方案之一。復(fù)合的加工模式和對(duì)表面質(zhì)量的高精度要求，決定了其加工工藝的復(fù)雜性。當(dāng)前，西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)研制出車銑磨一體機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，并已用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的加工，如微結(jié)構(gòu)形面等，可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的表面粗糙度。但是國外成熟的數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格昂貴，國內(nèi)對(duì)超精密車銑復(fù)合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研制尚處于起步階段，與國外系統(tǒng)在控制精度、穩(wěn)定性

2、及精度保持性等方面還有較大差距。因此，對(duì)超精密車銑復(fù)合加工機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先針對(duì)超精密車銑復(fù)合加工機(jī)床的功能及控制需求，基于UMAC的運(yùn)動(dòng)控制器搭建了車銑復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。采用開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。該平臺(tái)采用傳統(tǒng)PC機(jī)作為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，運(yùn)動(dòng)控制卡作為下位機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，具有保證了用戶軟件兼容性的同時(shí)，保證運(yùn)算處理實(shí)時(shí)性及有優(yōu)良可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。系統(tǒng)軟件方面，利用VC+

3、+6.0編寫了上位機(jī)交互界面，開發(fā)了通訊、采集、手動(dòng)控制、程序下載等基礎(chǔ)模塊，完成了數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)工作。
　　其次，在分析了機(jī)電系統(tǒng)控制原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合UMAC運(yùn)動(dòng)控制卡的PID伺服環(huán)節(jié)對(duì)主軸及直線運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行伺服參數(shù)優(yōu)化。利用手動(dòng)調(diào)整參數(shù)的方法，對(duì)系統(tǒng)的主軸及直線軸做階躍響應(yīng)及拋物線響應(yīng)優(yōu)化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性，滿足了機(jī)床的性能指標(biāo)，降低系統(tǒng)的跟隨誤差。
　　最后，開展了數(shù)控機(jī)床的端面車削實(shí)驗(yàn)、外圓車削實(shí)驗(yàn)、以及正弦柱