船用螺旋槳混聯(lián)加工裝置PA數(shù)控系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)4.0概念的提出和不斷延伸，先進(jìn)裝備制造業(yè)的發(fā)展面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。船用螺旋槳作為艦船裝備的重要推進(jìn)器件，其加工質(zhì)量和效率象征著我國(guó)發(fā)展深海領(lǐng)域技術(shù)的源動(dòng)力。目前螺旋槳加工普遍存在的單面加工效率低下、裝夾定位困難、槳葉振顫以及控制系統(tǒng)開放性和穩(wěn)定性差等不足，為解決上述問題，課題組提出了基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的螺旋槳雙刀雙面對(duì)稱加工的方法，該加工方法的核心技術(shù)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。本課題針對(duì)XYZ-3RPS6軸臥式混聯(lián)加工裝置，提出

2、應(yīng)用全軟件型開放式PA數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，并開發(fā)基于該系統(tǒng)的各控制模塊，為后續(xù)槳葉雙面對(duì)稱加工奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。對(duì)進(jìn)一步完善船用螺旋槳的加工方法具有深遠(yuǎn)意義。
　　研究混聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制算法。通過分析6軸臥式混聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)，建立機(jī)床的數(shù)學(xué)模型和動(dòng)平臺(tái)的位姿描述，以及裝置坐標(biāo)系之間的約束方程，并在其基礎(chǔ)上通過對(duì)串并聯(lián)機(jī)構(gòu)分別解耦推導(dǎo)得出6路驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)度逆解算法。然后利用MATLAB與ADAMS聯(lián)合仿真，校驗(yàn)算法的有效性。

3、　　深入研究PA數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成并設(shè)計(jì)各控制模塊的開發(fā)方案。研究其運(yùn)行機(jī)制和軟硬件結(jié)構(gòu)，通過分析控制系統(tǒng)功能需求，提出兩套控制系統(tǒng)開發(fā)方案，并完成了PA相關(guān)硬件部分線路設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試，確保電氣系統(tǒng)安全無誤。
　　開發(fā)適用于XYZ-3RPS臥式混聯(lián)機(jī)床的PA數(shù)控系統(tǒng)，包括CNC控制算法、HMI人機(jī)界面和PLC模塊三部分。首先，以VC++6.0為開發(fā)平臺(tái)，通過編寫動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件將控制算法嵌入到CNC，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)軸模式切換以及對(duì)機(jī)床加

4、工數(shù)據(jù)處理等功能；然后，根據(jù)功能需要開發(fā)更完善的人機(jī)界面，開發(fā)后置處理界面程序并實(shí)現(xiàn)通過HMI調(diào)用，開發(fā)實(shí)軸信息顯示控件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)軸桿長(zhǎng)信息實(shí)時(shí)顯示；最后，開發(fā)PLC程序完成輔助監(jiān)測(cè)等功能。
　　進(jìn)行螺旋槳加工實(shí)驗(yàn)。建立螺旋槳三維模型，分析加工工藝，利用UG中CAM模塊完成自動(dòng)編程，經(jīng)過刀軌可視化仿真后生成加工刀位文件并導(dǎo)入到所開發(fā)的系統(tǒng)中，對(duì)刀位文件完成進(jìn)一步后置處理并得到PA系統(tǒng)所能識(shí)別的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，完成加工實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了控