發(fā)布時間：2017-04-23 04:02

  本文關(guān)鍵詞：大型深孔智能加工機床自動定心測控系統(tǒng)研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：長徑比大于10的大型深盲孔的加工一直是一個待解決的高難技術(shù)問題,其難點主要在于如何保證深盲孔的圓柱度、軸線的直線度、傾斜度(垂直度)等。本文圍繞長徑比大于12 (D=650mm,L=8000mm)的深盲孔加工這一難題,針對現(xiàn)有大型深盲孔加工機床主軸定位均采用卡尺測量或打表方法,導(dǎo)致定心不準(zhǔn)確影響深盲孔加工質(zhì)量的問題,在企業(yè)已經(jīng)開發(fā)的現(xiàn)有自動定心調(diào)整機構(gòu)即“基于四軸十字調(diào)心與球面調(diào)傾”全自動定心調(diào)整機構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了一種準(zhǔn)確的大型深孔內(nèi)腔智能檢測方法,并開發(fā)了其測控軟件。該全自動定心調(diào)整機構(gòu)及開發(fā)的軟件系統(tǒng)主要有兩大功能：一、可對深盲孔的內(nèi)腔表面的原始表面數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的測量和提��；二、在加工前主軸安裝階段可進(jìn)行精確的自動定心調(diào)整。具體地,本文的主要工作及學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)如下：1.測控系統(tǒng)需求分析。從大型深孔內(nèi)腔的加工工況出發(fā),分析現(xiàn)有的大型深孔加工機床主軸定心技術(shù)不足,依據(jù)現(xiàn)有光機電在線測控技術(shù),提出研發(fā)大型深孔加工機床主軸自動定心測控系統(tǒng),并對系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計和需求分析。2.建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)大型深孔內(nèi)腔曲面檢測需求,分析不同采樣策略的優(yōu)劣,確定采用多截面采樣策略。依據(jù)圓輪廓和圓柱輪廓的測量模型,根據(jù)深孔內(nèi)腔軸線空間位置的算法,確定節(jié)點空間位置偏差量。根據(jù)節(jié)點調(diào)整原理,在現(xiàn)有的調(diào)整機構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計出四軸十字調(diào)心方法,并運用球面調(diào)心與十字調(diào)整方式的結(jié)合,設(shè)計出主軸自動定心調(diào)整方法。3. 自動定心測控軟件的開發(fā)。分析了測量傳感器串口數(shù)據(jù)輸出格式,設(shè)計了傳感器串口數(shù)據(jù)接收單元。根據(jù)自動定心技術(shù)需求,對初始調(diào)整模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、定心調(diào)整模塊、報表生成模塊進(jìn)行分析和軟件開發(fā)。4.仿真及驗證。在虛擬測控技術(shù)基礎(chǔ)上,運用開發(fā)自動定心測控軟件對長達(dá)8000mm的大型深孔智能加工機床主軸進(jìn)行了定心調(diào)整仿真實驗,結(jié)果表明經(jīng)過少許迭代調(diào)整即可使實現(xiàn)精確調(diào)整。并通過對大型深孔智能加工機床安裝標(biāo)定,進(jìn)行現(xiàn)場測控實驗,實驗結(jié)果表明該自動定心技術(shù)能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)主軸定心調(diào)整,其調(diào)心精度為0.01 mm/1000mm,傾斜度調(diào)整精度為0.0006。/1000mm。該自動定心測控為大型深盲孔加工技術(shù)實現(xiàn)提供實驗及理論依據(jù),對提高大型深盲孔加工質(zhì)量具有重要現(xiàn)實意義。
【關(guān)鍵詞】：在線測控 自動定心 數(shù)據(jù)采集 圓柱輪廓
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 課題來源14
• 1.2 課題研究背景14-17
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 國外大型深盲孔加工技術(shù)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 國內(nèi)大型深盲孔加工技術(shù)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容21
• 1.5 文章組織結(jié)構(gòu)21-22
• 第二章 自動定心測控系統(tǒng)需求分析22-30
• 2.1 測控系統(tǒng)總體設(shè)計22-27
• 2.2 測控系統(tǒng)功能需求27-28
• 2.2.1 數(shù)據(jù)采集功能需求分析27-28
• 2.2.2 數(shù)據(jù)處理功能需求分析28
• 2.2.3 3D模型建立需求分析28
• 2.2.4 運動控制需求分析28
• 2.2.5 系統(tǒng)設(shè)置需求分析28
• 2.2.6 通信協(xié)議需求分析28
• 2.3 系統(tǒng)非功能性需求28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 采樣策略及數(shù)學(xué)模型30-47
• 3.1 自動定心測控系統(tǒng)采樣策略30-32
• 3.2 深孔內(nèi)腔圓柱輪廓測量模型32-39
• 3.2.1 圓輪廓最小二乘測量模型33-34
• 3.2.2 橢圓輪廓最小二乘測量模型34-36
• 3.2.3 圓柱輪廓最小二乘測量模型36-39
• 3.3 定心調(diào)整原理39-43
• 3.3.1 調(diào)心原理39-41
• 3.3.2 傾斜調(diào)整原理41-43
• 3.4 定心調(diào)整量計算43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)47-64
• 4.1 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計47-48
• 4.2 傳感器串口數(shù)據(jù)輸出軟件設(shè)計48-52
• 4.2.1 激光位移傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計49-50
• 4.2.2 兩軸傾角傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計50-51
• 4.2.3 角度編碼器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計51-52
• 4.2.4 測力傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計52
• 4.3 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計52-54
• 4.4 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計54-55
• 4.5 定心調(diào)整模塊軟件設(shè)計55-63
• 4.5.1 初始安裝調(diào)整軟件設(shè)計56-57
• 4.5.2 自動定心調(diào)整軟件設(shè)計57-63
• 4.6 本章小結(jié)63-64
• 第五章 系統(tǒng)仿真與實驗64-79
• 5.1 檢測仿真實驗64-70
• 5.2 3D模型調(diào)整運動仿真實驗70-72
• 5.3 加工現(xiàn)場實驗72-78
• 5.3.1 調(diào)整機構(gòu)性能測試72-73
• 5.3.2 傳感器安裝標(biāo)定73-75
• 5.3.3 自動定心調(diào)整實驗75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：321770