基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、活塞是發(fā)動機的核心零部件，其工作環(huán)境具有高溫、高壓的特點。正圓活塞在工作過程中由于產(chǎn)生機械變形及熱變形，會引起噪聲、竄氣等，影響發(fā)動機的整體性能。為了抵消活塞在工作過程中的受力變形和熱變形，同時建立活塞與氣缸壁之間的高剛性潤滑油膜，活塞通常設計為非圓異形曲面。由于非圓活塞外圓型面為復雜的三維型面，而且加工精度要求很高，通常采用全數(shù)字軟靠模機床進行加工。
　　本文針對當前主流的數(shù)控軟靠?；钊鈭A車床數(shù)控系統(tǒng)存在的系統(tǒng)開放性不好，車削

2、活塞時主軸轉速低以及可靠性差等問題，提出基于PC的全軟件活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)方案，并利用TwinCAT環(huán)境進行了開發(fā)，主要研究工作如下:
　　(1)綜述活塞異形外圓特點和主要的加工方法，針對數(shù)控系統(tǒng)，調(diào)研了全數(shù)控軟靠?；钊鈭A車床的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了基于PC的全軟件解決方案。
　　(2)對目前常用活塞異形外圓型面特點進行了分析概括，分別從活塞外圓中凸型線、橢圓度及橫截面橢圓曲線這三個要素進行分析，總結了其變化規(guī)律

3、;采用三次樣條插值方法對活塞外圓型面進行了插值，并在MATLAB中進行了驗證。
　　(3)根據(jù)活塞異形外圓車削原理分析了活塞異形外圓車床的運動控制需求和實時性、數(shù)據(jù)容量等要求;簡要介紹了EtherCAT總線及TwinCAT開發(fā)環(huán)境的原理架構，并著重分析了其實時性、PLC掃描周期等性能特點，在此基礎上對基于TwinCAT的活塞異形外圓車床數(shù)控系統(tǒng)進行了硬件架構，提出了對常規(guī)運動控制任務和U軸直線電機控制任務的控制方案。
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