微磨料水射流精密加工數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、微磨料水射流（Micro Abrasive Water Jet，MAWJ）技術(shù)是在傳統(tǒng)磨料水射流技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來(lái)的一種全新的微加工技術(shù)。具有無(wú)熱影響區(qū)、切口質(zhì)量好、無(wú)污染、能量集中等優(yōu)點(diǎn)，特別適于有許多小幾何形狀的模具制造及表面加工，逐漸成為硬脆材料精密微細(xì)加工的重要基礎(chǔ)技術(shù)。但隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)水射流機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)兼容性差、功能不易擴(kuò)展、人機(jī)界面不靈活等缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)。
　　 本文對(duì)微磨料水射流精密加工的相關(guān)技術(shù)

2、進(jìn)行了理論研究。詳細(xì)分析了微磨料水射流精密加工數(shù)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。為克服傳統(tǒng)水射流加工數(shù)控系統(tǒng)的固有缺陷，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文提出基于“IPC+PMAC”的主從分布式雙微處理器的微磨料水射流精密加工數(shù)控系統(tǒng)硬件體系控制方案，構(gòu)建了一套開(kāi)放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以IPC機(jī)為基礎(chǔ)，PMAC多軸運(yùn)動(dòng)控制器為核心，采用IPC機(jī)的總線與PMAC通訊，形成該系統(tǒng)的控制中心。系統(tǒng)選用松下伺服電機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)構(gòu)成半閉環(huán)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，接收控制中

3、心的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)數(shù)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的四軸聯(lián)動(dòng)控制。
　　 本文通過(guò)對(duì)數(shù)控水射流加工機(jī)床軟件系統(tǒng)框架的分析，運(yùn)用軟件工程的思想，完成數(shù)控系統(tǒng)軟件功能模塊的規(guī)劃。并選擇在實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的Windows操作系統(tǒng)上基于VisualC++6.0模塊化的編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了IPC與PMAC之間的通訊功能模塊和系統(tǒng)管理軟件中各功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。利用PMAC自帶的通信驅(qū)動(dòng)程序Pcomm32PRO實(shí)現(xiàn)了IPC與PMAC之間快速、穩(wěn)定的通信，從而

4、實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的實(shí)時(shí)操作。同時(shí)在系統(tǒng)管理軟件的仿真模塊中分析設(shè)計(jì)了等弧長(zhǎng)分割的軌跡仿真算法。該方法對(duì)圓弧進(jìn)行擬合，算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)需求來(lái)劃分等分點(diǎn)，提高了運(yùn)算效率。
　　 在完成數(shù)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)后，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)試和設(shè)置來(lái)獲得了滿意的系統(tǒng)性能。在設(shè)計(jì)制作的四軸水射流數(shù)控機(jī)床模型上，對(duì)簡(jiǎn)單零件G代碼進(jìn)行了系統(tǒng)整體仿真運(yùn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性和開(kāi)放性，基本滿足微磨料水射流