具有在線檢測功能數(shù)控磨床系統(tǒng)的研究.pdf

1、機械加工是先進制造技術的基礎,也是制造過程中最活躍的環(huán)節(jié),其基本目標是在低成本、高生產(chǎn)率的條件下保證產(chǎn)品的質(zhì)量。目前我國因產(chǎn)品質(zhì)量問題,如廢品、次品、返修品等,所造成的經(jīng)濟損失約為產(chǎn)值的10％～15％,而實際切削時間儀為30％,大量的時間與精力浪費在工件裝央、找正、對刀及測量工程中,而在數(shù)控系統(tǒng)中采用在線檢測技術可以避免以上情況的發(fā)生。工業(yè)生產(chǎn)中磨削加工是機械加工的主要方法之一,在很多情況下,是最后一道加工工序,對工件的最終精度有直接的

2、影響;此外,磨削屬于精加工過程,每次的進給量很小,能夠在加工前確定工件的初始磨削位置,對提高系統(tǒng)的加工效率,保證加工質(zhì)量都有重要的意義。雖然在線檢測技術首先出現(xiàn)在軸承套圈內(nèi)圓磨削的加工過程中,但是由于磨床不同與車床、銑床的加工結(jié)構(gòu),以及比較惡劣磨削條件的影響,其在線檢測技術的發(fā)展比較緩慢。本文主要針對具有在線檢測功能的數(shù)控磨床系統(tǒng)進行研究,做了以下相關工作：
　　 ⑴分析和比較常用的在線檢測方法,介于工件主要為導體金屬材料,確定

3、渦流傳感器為主要的檢測裝置,它具有非接觸、抗干擾、靈敏度高等優(yōu)點。本文介紹了數(shù)控機床在線檢測系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu),并確定了“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺,這種開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)具有更好的通用性、可擴展性,并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化。最終確定利用上位機,基于運動控制板卡實現(xiàn)對磨床系統(tǒng)的自動檢測和控制的方案,其加工過程實際是一個由上位機控制的尺寸自動檢測與數(shù)控系統(tǒng)組成的控制過程。
　　 ⑵通常電渦流位移傳感器是通過測量

4、反映線圈阻抗的電壓值來對位移變化進行描述的,但是一些情況下,如對非鐵磁性材料測量時,線圈電壓值(阻抗Z)的不單調(diào)變化又會影響著傳感器的測量范圍甚至結(jié)果的正確性,因此我們設計了新式的雙線圈渦流傳感器結(jié)構(gòu),利用相敏檢波技術提取線圈的阻抗信息,經(jīng)C8051F020單片機A/D轉(zhuǎn)化,在上位機上對信號分析和處理。實驗結(jié)果表明測量裝置具有較高的精度和穩(wěn)定性,適合對不同材料工件的位移檢測。
　　 ⑶分別對運動控制板卡、伺服、機床等進行選型,并

5、建立起硬件連接,采用上位機(PC機)插入運動控制板卡的方式實現(xiàn)系統(tǒng)的運動和控制,能夠方便、迅速的實現(xiàn)點位運動、連續(xù)運動、I/O控制、運動軌跡模擬等操作。
　　 ⑷利用VB編寫數(shù)控系統(tǒng)軟件,建立后臺數(shù)據(jù)庫,用以存儲系統(tǒng)參數(shù)和加工信息;對G代碼進行編譯,完成NC源代碼到數(shù)控驅(qū)動代碼的轉(zhuǎn)化;分析系統(tǒng)運動過程,如工件掃描與采樣,自動對刀和在線測量等過程。最后搭建具有在線檢測功能數(shù)控磨床系統(tǒng)實驗平臺,對系統(tǒng)進行調(diào)試和運行,利用渦電流傳感器