具有在線檢測(cè)功能數(shù)控磨床系統(tǒng)的研究.pdf

1、機(jī)械加工是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ),也是制造過程中最活躍的環(huán)節(jié),其基本目標(biāo)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(guó)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(jì)損失約為產(chǎn)值的10％～15％,而實(shí)際切削時(shí)間儀為30％,大量的時(shí)間與精力浪費(fèi)在工件裝央、找正、對(duì)刀及測(cè)量工程中,而在數(shù)控系統(tǒng)中采用在線檢測(cè)技術(shù)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(jī)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(duì)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(jìn)給量很小,能夠在加工前確定工件的初始磨削位置,對(duì)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(cè)技術(shù)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(cè)技術(shù)的發(fā)展比較緩慢。本文主要針對(duì)具有在線檢測(cè)功能的數(shù)控磨床系統(tǒng)進(jìn)行研究,做了以下相關(guān)工作：
　　 ⑴分析和比較常用的在線檢測(cè)方法,介于工件主要為導(dǎo)體金屬材料,確定

3、渦流傳感器為主要的檢測(cè)裝置,它具有非接觸、抗干擾、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)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(tái),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(kuò)展性,并可以較容易的實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。最終確定利用上位機(jī),基于運(yùn)動(dòng)控制板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)磨床系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)和控制的方案,其加工過程實(shí)際是一個(gè)由上位機(jī)控制的尺寸自動(dòng)檢測(cè)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(cè)量

4、反映線圈阻抗的電壓值來對(duì)位移變化進(jìn)行描述的,但是一些情況下,如對(duì)非鐵磁性材料測(cè)量時(shí),線圈電壓值(阻抗Z)的不單調(diào)變化又會(huì)影響著傳感器的測(cè)量范圍甚至結(jié)果的正確性,因此我們?cè)O(shè)計(jì)了新式的雙線圈渦流傳感器結(jié)構(gòu),利用相敏檢波技術(shù)提取線圈的阻抗信息,經(jīng)C8051F020單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)化,在上位機(jī)上對(duì)信號(hào)分析和處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明測(cè)量裝置具有較高的精度和穩(wěn)定性,適合對(duì)不同材料工件的位移檢測(cè)。
　　 ⑶分別對(duì)運(yùn)動(dòng)控制板卡、伺服、機(jī)床等進(jìn)行選型,并

5、建立起硬件連接,采用上位機(jī)(PC機(jī))插入運(yùn)動(dòng)控制板卡的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和控制,能夠方便、迅速的實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)動(dòng)、I/O控制、運(yùn)動(dòng)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(tái)數(shù)據(jù)庫(kù),用以存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)和加工信息;對(duì)G代碼進(jìn)行編譯,完成NC源代碼到數(shù)控驅(qū)動(dòng)代碼的轉(zhuǎn)化;分析系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程,如工件掃描與采樣,自動(dòng)對(duì)刀和在線測(cè)量等過程。最后搭建具有在線檢測(cè)功能數(shù)控磨床系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行,利用渦電流傳感器