桥式石板材切割五轴机床专用数控系统关键技术研发

摘要

目前，国内的高端石材加工设备基本被国外设备垄断，国产的加工设备只能进入低端市场。石材加工的设备多种多样，针对石板材加工的设备主要采用石板材切割机床。石材加工设备的发展趋势是数控化、单机多工艺化，因此，开发加工中心形式的石板材切割五轴机床专用的高端国产数控系统具有重要的意义。本文主要工作如下：
　　根据桥式石板材切割机床的机械结构与加工原理，结合石板材毛坯与产品的特性，分析了机床的加工需求。针对多工艺与高度自动化的需求，设计了专用数控系统的上下位机式硬件总体方案与双界面形式的软件总体方案，并规划了专用数控系统的加工流程。
　　针对石材磨削过程中磨头的磨削力矩变化造成的加工质量降低的问题，提出了磨削工艺的实时补偿技术。通过采集实时主轴电流来控制磨头的补偿量，达到保持主轴电流恒定的目的。结合插补同步接口函数、G代码与PLC二次开发，实现了磨削过程中的磨头自动补偿。
　　研究了锯切工艺中出现的过切现象，从理论上设计了直线、圆弧中过切问题的处理方法。分析了石板材加工中的凹、凸圆弧的判断方法，并总结了锯切G代码生成过程中的过切的总体处理方案。
　　基于华中八型数控系统的二次开发平台，开发了石板材切割五轴机床专用的人机界面，完成了石板材加工参数的输入，实现了对应设备的多工艺G代码的自动生成。
　　基于以上的开发与研究，开发出了石板材切割五轴机床专用数控系统，并在VERIC UT软件上模拟了专用数控系统生成的G代码的加工效果，仿真结果表明，专用数控系统具有较好的加工效果。

目录

声明

1 绪论

1. 1课题来源

1. 2课题的背景与意义

1. 3石板材加工设备国内外研究现状

1. 4本文的主要研究内容

2 石板材切割五轴机床专用数控系统总体设计

2. 1石板材切割五轴机床专用数控系统需求分析

2. 2石板材切割五轴机床专用数控系统的总体设计

2. 3石板材切割五轴机床专用数控系统的工艺流程

2. 4本章小结

3 石板材平面磨削工艺实时补偿技术的研究

3. 1石板材平面磨削实时补偿的方案设计

3. 2磨头实时补偿方法

3. 3磨削实时补偿的后置处理G代码设计

3. 4本章小结

4 石板材锯切工艺过切的研究

4. 1石板材锯切直线的过切问题

4. 2石板材锯切圆弧的处理方法

4. 3石板材切割图形过切的总体处理

4. 4本章小结

5 五轴桥式切割机专用数控系统的实现与验证

5. 1石板材切割五轴机床专用数控系统的界面需求分析

5. 2五轴切割机数控系统的人机界面设计

5. 3五轴桥式切割机专用数控系统的模拟与验证

5. 4本章小结

6 总结与展望

6. 1全文总结

6. 2研究展望

致谢

参考文献