基于TwinCAT的活塞異形外圓車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究.pdf

1、活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零部件，其工作環(huán)境具有高溫、高壓的特點(diǎn)。正圓活塞在工作過(guò)程中由于產(chǎn)生機(jī)械變形及熱變形，會(huì)引起噪聲、竄氣等，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。為了抵消活塞在工作過(guò)程中的受力變形和熱變形，同時(shí)建立活塞與氣缸壁之間的高剛性潤(rùn)滑油膜，活塞通常設(shè)計(jì)為非圓異形曲面。由于非圓活塞外圓型面為復(fù)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(jī)床進(jìn)行加工。
　　本文針對(duì)當(dāng)前主流的數(shù)控軟靠?；钊鈭A車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)存在的系統(tǒng)開(kāi)放性不好，車(chē)削

2、活塞時(shí)主軸轉(zhuǎn)速低以及可靠性差等問(wèn)題，提出基于PC的全軟件活塞異形外圓車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案，并利用TwinCAT環(huán)境進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，主要研究工作如下:
　　(1)綜述活塞異形外圓特點(diǎn)和主要的加工方法，針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)，調(diào)研了全數(shù)控軟靠?；钊鈭A車(chē)床的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了基于PC的全軟件解決方案。
　　(2)對(duì)目前常用活塞異形外圓型面特點(diǎn)進(jìn)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(gè)要素進(jìn)行分析，總結(jié)了其變化規(guī)律

3、;采用三次樣條插值方法對(duì)活塞外圓型面進(jìn)行了插值，并在MATLAB中進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(3)根據(jù)活塞異形外圓車(chē)削原理分析了活塞異形外圓車(chē)床的運(yùn)動(dòng)控制需求和實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)容量等要求;簡(jiǎn)要介紹了EtherCAT總線及TwinCAT開(kāi)發(fā)環(huán)境的原理架構(gòu)，并著重分析了其實(shí)時(shí)性、PLC掃描周期等性能特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)基于TwinCAT的活塞異形外圓車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了硬件架構(gòu)，提出了對(duì)常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)和U軸直線電機(jī)控制任務(wù)的控制方案。
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