数控机床市场网-专业的数控机床网站

  為機(jī)床工具企業(yè)提供深度市場分析                     

用戶名:   密碼:         免費注冊  |   申請VIP  |  

English  |   German  |   Japanese  |   添加收藏  |  
廣州數(shù)控
數(shù)控系統(tǒng)

車床 銑床 鉆床 數(shù)控系統(tǒng) 加工中心 鍛壓機(jī)床 刨插拉床 螺紋加工機(jī)床 齒輪加工機(jī)床
磨床 鏜床 刀具 功能部件 配件附件 檢驗測量 機(jī)床電器 特種加工 機(jī)器人

數(shù)控系統(tǒng)

電工電力 工程機(jī)械 航空航天 汽車 模具
儀器儀表 通用機(jī)械 軌道交通 船舶

搜索
熱門關(guān)鍵字:

數(shù)控機(jī)床

 | 數(shù)控車床 | 數(shù)控系統(tǒng) | 滾齒機(jī) | 數(shù)控銑床 | 銑刀 | 主軸 | 立式加工中心 | 機(jī)器人
您現(xiàn)在的位置:數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)> 技術(shù)前沿>基于嵌入式的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的研究
基于嵌入式的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的研究
2018-4-17  來源: 河南機(jī)電高等專科學(xué)校  作者:王鵬飛, 賈琛


       摘要: 為了提高齒輪的加工精度,提出了一種基于嵌入式系統(tǒng)的齒輪加工數(shù)控系統(tǒng).構(gòu)建了系統(tǒng)的總體框架,并對系統(tǒng)進(jìn)行了任務(wù)劃分,設(shè)計了多個功能模塊;通過確定滾齒對刀點,分析滾刀加工運動軌跡、滾刀和工件的運動關(guān)系,計算關(guān)鍵點的坐標(biāo)值,構(gòu)建出滾齒加工自動編程的數(shù)學(xué)模型,在本系統(tǒng)的硬件平臺上,開發(fā)實現(xiàn)了滾齒加工自動編程功能模塊。 為今后齒輪數(shù)控加工控制精度的提高奠定了一定的基礎(chǔ)。

       關(guān)鍵詞: 嵌入式; 齒輪加工; 數(shù)控系統(tǒng); 自動編程

       1、齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)計

       (1)嵌入式齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計由于 Windows CE 操作系統(tǒng)簡單、具有系統(tǒng)的開發(fā)工具、良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點,本數(shù)控系統(tǒng)選擇在Win CE6.0 的操作平臺上開發(fā)研究,系統(tǒng)由 ARM、DSP、FPGA 構(gòu)成。其中 EP9315(ARM)微處理器負(fù)責(zé)完成數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)交互模塊,比如加工參數(shù)的存儲、輸入和顯示功能;另外還負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊將工作信息傳送至遠(yuǎn)程服務(wù)器。DSP6713 負(fù)責(zé)處理數(shù)控系統(tǒng)的 復(fù)雜運動算法 ,比如,插補處理和伺服位置控制。 把人機(jī)交互模塊和運動控制模塊單獨管理,一方面使軟件開發(fā)更具模塊性和靈活性,另外還有助于得到更好的控制性能、加工精度和較快的處理速度。FPGA 采用并行總線的方 式完成機(jī)床側(cè) I/O 信息的傳輸和接收。

       (2)嵌入式齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可移植性,也考慮到模塊間繁瑣的數(shù)據(jù)交換、程序的運行效率以及開發(fā)難度,結(jié)合齒輪數(shù)控加工的特點,本系統(tǒng)軟件功能劃分為三大模塊,分別是 ARM 界面管理模塊、DSP 數(shù)值運算模塊和機(jī)床 I/O 模塊。
 
  
圖1 數(shù)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

       2、齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計

       齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)按照任務(wù)劃分的特點,從任務(wù)和功能 2 個方面進(jìn)行劃分,任務(wù)劃分不僅使功能模塊間的通訊接口設(shè)計更為合理和軟件的結(jié)構(gòu)清晰,還使得系統(tǒng)設(shè)計的開放性和擴(kuò)展性更強(qiáng)。 通過分析齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的功能要求, 可知本系統(tǒng)應(yīng)具備控制和管理 2 個任務(wù)。 控制任務(wù)分為譯碼、機(jī)床 I/O 控制、位置控制、電子齒輪箱和插補處理等子任務(wù);管理任務(wù)又分為自動編程、界面管理、文件管理、加工監(jiān)控和通訊等子任務(wù)。 控制任務(wù)與齒輪的加工息息相關(guān),決定加工的效率與精度,因此控制任務(wù)的實時性要求強(qiáng);管理任務(wù)負(fù)責(zé)齒輪加工的外在支持,因此其子任務(wù)沒有實時性的要求。

       (1)自動編程模塊

       由于齒輪結(jié)構(gòu)的相近性,在齒輪數(shù)控加工中,主要有 3 類參數(shù):齒輪參數(shù)、刀具參數(shù)與工藝參數(shù)。 操本文從機(jī)床操作界面輸入以上 3 類參數(shù),自動編程模塊對其處理后,獲得刀具運行軌跡數(shù)據(jù),然后生成數(shù)控加工代碼, 最終要生成 DSP 能識別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),進(jìn)而控制機(jī)床,加工出符合要求的齒輪。

       (2)電子齒輪箱模塊

       電子齒輪箱模塊是以軟件和電路的形式取代傳統(tǒng)的機(jī)械式內(nèi)聯(lián)系傳動鏈,以完成多個數(shù)控軸按照既定的關(guān)系運動,以確保各軸的同步關(guān)系。 另外,為了保證工件軸與刀具軸運動之間的速比關(guān)系
,工件軸的速度由刀具軸與其他進(jìn)給軸的速度聯(lián)合決定。

       (3)通訊功能

       通訊模塊的任務(wù)是將 ARM 中的數(shù)據(jù)下發(fā)到DSP 中。 如:動靜態(tài)參數(shù) 、PLC 程序數(shù)據(jù)和 NC 程序數(shù)據(jù)等。 另外,通信模塊還負(fù)責(zé)將 DSP 中編碼器中的反饋數(shù)據(jù)、PLC 執(zhí)行狀態(tài)、報警信息等上傳到 ARM中處理和顯示。

       (4)加工監(jiān)控模塊

       加工監(jiān)控模塊可以分為加工圖形監(jiān)控、機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控和報警信息監(jiān)控 3 個部分。 加工圖形監(jiān)控包括運行坐標(biāo)和各個數(shù)控軸跟蹤誤差監(jiān)控;機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控包括機(jī)床的本體和附件狀態(tài)監(jiān)控;報警信息監(jiān)控包括報警內(nèi)容、報警后自診斷和歷史記錄查詢監(jiān)控。

       3、滾齒自動編程研究實現(xiàn)

       滾齒加工是加工齒輪的常用方法之一,有徑向、軸向、切向、徑向軸向和對角等方法。 其中軸向滾切法常用來加工圓柱齒輪、圓錐齒輪等外齒輪,本文以軸向滾切法為例進(jìn)行說明。

       3.1 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型

       (1)確定滾齒對刀點

       為了保證工件的加工精度,避免切入時間或空行程時間過長,要求對刀方便、準(zhǔn)確。 在加工時,把滾刀對準(zhǔn)齒坯的上頂面, 確定其在 Z 軸方向的位置,滾刀在齒坯圓柱面上的淺淺切痕確定其在 X 軸方向的位置。 對刀時,當(dāng)滾刀進(jìn)給到齒坯的圓柱面時,讓齒坯運動一周,以查看其展成運動正確與否。

       (2)確定滾刀加工軌跡和計算關(guān)鍵坐標(biāo)點

       以軸向滾切法為例,如圖 2 所示,滾刀的運動軌跡是 0→1→2→3→4→1。 滾刀的起點位置是機(jī)床的零點;再快速到位置 1;同時,電子齒輪箱功能開啟,使?jié)L刀徑向進(jìn)給到位置 2;為了切出全齒寬,滾刀軸向運動至位置 3;最后退刀至位置 4,一次進(jìn)給加工結(jié)束。由此可見,這 5 個關(guān)鍵位置非常重要。另外,加工齒輪類型不同,關(guān)鍵位置也不同,要依據(jù)具體情況而定。

       ①滾刀起始點 用(X0,Z0) 表 示 , 依據(jù)加工情況而定,如圖 2 所示,滾刀零點位置為:(X0=L,Z0=W);
 
 
圖2 軸向滾切法滾刀的運動軌跡

       ②關(guān)鍵點 1 用(X1,Z1)表 示 ,在工作中 ,關(guān)鍵點1 是滾刀循環(huán)切削的起始位置。 為了減少切入時間和空行程,可取滾刀切削刃距離齒坯 3 mm 處作為位置 1 在 X 軸方向的坐標(biāo)位置,Z 軸方向的切入行程δ1要通過查閱齒輪加工手冊得知。結(jié)合圖 2 可知關(guān)鍵點 1 的坐標(biāo)值為(X1=R+r+3,1=H+B+δ1);

       ③關(guān)鍵點 2 用(X2,Z2)表示,是滾刀開始對齒坯進(jìn)行切削的位置,其在 X 軸方向的位置是由齒坯半徑、 滾刀半徑和第 1 次進(jìn)給深度確定 ap1,ap1這個值由用戶輸入,Z 軸坐標(biāo)值 Z2與 Z1一樣。 結(jié)合圖 2 可知關(guān)鍵點 2 的坐標(biāo)值為(X2=X1-ap1,Z2=Z1);

       ④關(guān)鍵點 3 用(X3,Z3)表示,是滾刀循環(huán)切削的結(jié)束位置, 其在 X 軸方向的位置與關(guān)鍵點 2 的一樣,Z 軸坐標(biāo)值由齒坯厚度、安裝高度以及切出行程確定。 結(jié)合圖 2 可知關(guān)鍵點 3 的坐標(biāo)值為[X3=X2,Z3=H-δ2=Z2-(B+δ1+δ2)];

       ⑤關(guān)鍵點 4 用(X4,Z4)表 示 ,是滾刀退出位置 ,其在 X 軸方向的位置與關(guān)鍵點 1 一樣,Z 軸坐標(biāo)值Z1與關(guān)鍵點 3 一樣。 因此, 關(guān)鍵點 4 的坐標(biāo)值為(X4=X1,Z4=Z3)。

       (3)滾刀和工件的運動關(guān)系

       ①滾刀與齒坯的轉(zhuǎn)速關(guān)系齒坯做展成運動時的轉(zhuǎn)速ni=Ktnt/zw式中 nt———滾刀轉(zhuǎn)速,r/min;Kt———滾刀頭數(shù);zw———齒坯齒數(shù)。

       ②工件的附加轉(zhuǎn)速工件附加轉(zhuǎn)速nf=±vf/Pz式中 vf———用戶輸入的滾刀軸向進(jìn)給速度,r/min;Pz———齒坯的螺旋線導(dǎo)程,mm。

       ③工件的實際轉(zhuǎn)速nw=ni±nf逆滾加工時, 滾刀和齒坯的螺旋線方向一致時取+,反之為-;

       若順滾加工,滾刀和齒坯的螺旋線方向相同時取+,反之為-。

       3.2 模塊架構(gòu)與實現(xiàn)

       通過對滾齒加工過程中的功能需求進(jìn)行分析,確定了自動編程模塊由參數(shù)輸入、參數(shù)檢查和參數(shù)處理組成,如圖 3 所示。 
 
  

圖3 滾齒加工自動編程模塊流程圖

       界面、滾刀參數(shù)輸入界面和工藝參數(shù)輸入界面,以便操作者通過其輸入齒輪參數(shù)、滾刀參數(shù)和工藝參數(shù);為了確保輸入的參數(shù)能滿足加工要求,自動編程模塊在后臺對操作者輸入的參數(shù)檢查,若參數(shù)有誤,該功能模塊會提示并提供給用戶錯誤原因,直到參數(shù)正確再進(jìn)行參數(shù)處理;參數(shù)處理是對滾刀加工軌跡和關(guān)鍵點進(jìn)行分析處理,生成數(shù)控代碼,進(jìn)而對程序代碼進(jìn)行編譯,生成 DSP 需要的數(shù)據(jù)格式,再由通訊模塊將編譯后的程序發(fā)到 DSP 緩存區(qū),為插補運動做好準(zhǔn)備。

       首先,要建立起齒輪參數(shù)輸入4 結(jié)語本文介紹了嵌入式齒輪加工數(shù)控系統(tǒng)的總體框架設(shè)計,并對該系統(tǒng)進(jìn)行了任務(wù)劃分,設(shè)計了自動編程模塊、電子齒輪箱模塊、通訊模塊、加工監(jiān)控等多個模塊。 

       最后,分析了滾齒的加工工藝,在本系統(tǒng)的硬件平臺上,對滾齒自動編程技術(shù)做了詳盡的研究,將自動編程技術(shù)應(yīng)用在滾齒的加工中。 為今后提高齒輪加工控制系統(tǒng)的精度奠定了一定的基礎(chǔ)。

    投稿箱:
        如果您有機(jī)床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表,或進(jìn)行資訊合作,歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com
主站蜘蛛池模板: 首创十载—广州专业美博会展览设计公司_美博会展台搭建工厂 | 南昌今工科技有限公司| 欧美日韩人妻精品一区二区三区_欧美成人精品欧美一级乱黄_亚洲欧美日韩高清一区二区三区_国产一级做a爰片久久毛片_日韩一级视频在线观看播放_精品一区二区三区免费毛片爱_完整观看高清秒播国内外精品资源 | 温州合发模架科技有限公司 | 输送线-链板输送线-倍速-装配-物流-滚筒输送线-分拣线 | 停车场设计|地下停车场规划设计|智能停车位地下车库设计施工装修|深圳创安顺停车库规划设计有限公司 | 狠狠穞A片一區二區三區-免费网站在线观看人数更新时间-欧洲尺码日本尺码专线不卡顿,国产大尺度禁片未删减版,baomaav | 冷藏车厂家-小型冷藏车价格_4.2米冷藏车价格-程力冷藏车厂家 | 钕铁硼-强力磁铁-永磁铁「聚盛磁铁」10年定制加工生产厂家 | 指挥调度|调度系统|应急指挥调度|应急指挥|可视化调度|多媒体指挥调度|融合通信|综合调度|应急指挥系统|IP调度系统-北京瑞光极远数码科技有限公司 | 液压扳手-液压扭力扳手-电动扭矩扳手-气动扭力扳手-波霆机械(上海) | 中科先农农业(河北)智能设备有限责任公司 | 济宁山银煤矿机械有限公司,钻采工具,防爆电器,凿岩机械,风动工具,矿山机械,建筑机械,支护设备,通风防尘,铁路设备,仪器仪表,大型设备,矿用泵,钎具类,消防类,矿车类,配件区类 | 新高度,萍乡市场调查研究公司,萍乡市场调研公司,萍乡第三方评估机构,萍乡神秘顾客暗访公司 | 随车吊,洒水车,吸污车-程力专用汽车股份有限公司 | 粮食烘干机|玉米烘干机|稻谷烘干机|小麦烘干机|大型连续烘干塔|500吨连续烘干塔|钢板仓|-郑州新光矿山机械制造有限公司 | 新乡风机_离心风机厂家_风机生产厂家-河南新乡鼓风机厂 | 石家庄华龙鼎电动门,石家庄电动门电话,石家庄电动门配件,石家庄电动门维修电话,石家庄电动门安装电话,石家庄华龙电动门 | 铁三角话筒-思美音频处理器-艾伦赫赛数字调音台-北京盛世音盟电子科技有限公司 | 自动化贴标机_套标机_圆瓶贴标机厂家_大为机械 | 津南人才网_津南招聘网_求职找工作平台 | 铜排,异型紫棒,紫铜棒,紫铜微孔管,异型黄管,黄铜管,异形紫管,紫铜管,焊接铜管,散热器铜管,电力铜管_河间市通海铜业有限公司 | 网带输送机_皮带_滚筒_链板输送机_不锈钢输送链条生产厂家-宁津县鸿昶机械设备有限公司 | 铸造厂-铸铝-铸铜-铝合金铸造-重力铸造-翻砂铸造-[剑锋机械配件]专业东莞|深圳铸造厂 | 郑州离婚律师|婚姻律师在线咨询-河南锦盾律师事务所 | 真空烘箱-高低温试验箱-防爆烘箱-防爆高低温试验箱-老化房-恒温恒湿箱-高低温试验箱-高低温冲击试验箱厂家—上海标承实验仪器有限公司 | 清河县隆鑫密封件有限公司,汽车用密封条,配电箱柜、集装箱密封胶条,建筑门窗、家具用密封条,无毒环保医用密封条,船舶、农机用密封条,异型产品 | 上海便携式液体_日本理音液体_HACH液体颗粒计数器,metone尘埃粒子计数器-上海翰森科学仪器有限公司 | 上海网站建设-上海网站制作-网站设计-上海做网站公司-SEO优化推广-咏熠软件 | 太原重卡叔叔运输有限公司-山西太原大件运输、太原物流公司、太原货运物流、太原大件运输、太原货运信息、长治物流公司、长治大件运输、晋城物流公司、晋城大件运输、忻州大件运输、朔州大件运输、阳泉大件运输、大同大件运输、吕梁大件运输、临汾大件运输、运城大件运城 | 英格索兰隔膜泵_ARO气动隔膜泵_英格索兰隔膜泵配件【原厂正品】连续五年无投诉_英格索兰隔膜泵代理-苏州瑞晟茂环保设备有限公司 印刷公司,北京印刷厂,宣传画册手册印刷厂-和智印彩页设计 | 合肥发斯特精密塑模有限公司专业精密磨具,注塑模具,精密注塑机械零件(加工制造|生产|销售|厂家) 浩通集团 国际货运 物贸一体化 中非经贸 | 直流屏|青岛直流屏|直流屏电池-世界500强艾默生直流屏标准生产厂家赛里斯能源科技有限公司 | 普利卡管|普利卡管接头|普利卡接头-上海闵彬管业有限公司 | 全地形消防摩托车_背负式细水雾_全氟己酮灭火装置「斯库尔消防」 | 商标注册查询_商标注册代理公司_专利申请_版权登记-源智知识产权 | 机械配件加工_数控车床加工_零件加工_精密件加工_cnc加工定制—深圳精密机械加工 | 郑州月嫂|月嫂培训|月嫂服务|郑州布卢家政服务有限公司 | 全自动冷冻研磨仪-高通量组织研磨仪厂家-「杭州宋慈智能科技」 | 联智通达_工控一体机_工业触摸一体机_工业一体机_工业触控一体机_POS机主板_工控主板_国产化主板_RK3588主板厂商-联智通达 | 影像测量仪|检测设备定制|平面度测量仪|三坐标测量机|广州市海科思自动化设备有限公司-400-0528-668 |