基于示教的钻攻组合机床数控系统开发

摘要

数控机床经历半个多世纪的发展，越来越朝着高复合、高精度、高速化和模块化的方向发展。随着组合加工工艺的日益发展，组合机床凭借其高效、高精、低成本的优势越来越多地得到应用。钻孔和攻丝作为最为常用的加工工艺往往在一个工件的加工工序中连续出现。传统普通机床依赖操作工人的经验进行加工，加工精度得不到保证；通用数控机床必须依靠操作人员根据二维图纸为加工工件编写G代码程序，一次只能加工一个工件且钻孔和攻丝往往在不同的机床上进行。故开发一套专门用于钻孔攻丝的数控系统提高加工效率，节省劳动成本，对转型升级中的企业具有重要意义。
　　本文以“华中8型”数控系统为基础，结合国内外数控加工技术，基于钻攻组合机床数控系统的控制需求，结合被加工产品的工艺特性，设计了系统硬件和软件平台的总体方案。为满足数控机床的示教功能，提出了基于G代码用户宏程序的示教功能实现方法，实现了攻丝进给轴和旋转主轴的同步联动，实现了手摇插补模式下的刚性攻丝。基于国产数控系统，设计实现了数控系统双通道并行控制方案，并完成了双通道参数和PLC配置模块的集成。基于华中8型数控系统的二次开发平台，开发了专用的人机交互界面，实现了手摇示教和加工G代码的自动生成。
　　基于以上研究，完成了专用数控系统的开发，并现场对数控系统进行调试，以典型的卫浴产品为例，进行了加工验证，证实了本文研究的钻攻组合数控系统的适用性，有较强的实用价值。

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1绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的背景和意义

1.3组合机床的概述

1.4组合机床国内外的发展现状

1.5本文的主要工作内容

2钻攻组合机床的总体方案设计

2.1钻攻组合数控系统需求分析

2.2产品加工工艺流程

2.3钻攻组合机床的机械结构

2.4钻攻组合数控系统软硬件总体方案

2.5本章小结

3基于华中8型数控系统的手摇示教功能

3.1示教功能的总体方案和功能

3.2攻丝在钻攻组合机床中的手动刚性

3.3示教G代码程序设计

3.4本章小结

4基于华中8型钻攻组合机床双通道控制技术

4.1双通道并行控制技术

4.2组合机床双通道的实现和配置

4.3组合机床PLC配置

4.4本章小结

5数控系统的实现与现场应用

5.1人机交互界面的开发设计

5.2示教参数与用户宏变量之间的数据读取

5.3钻攻组合机床数控系统现场应用

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

附录Ⅰ用户宏变量

附录Ⅱ 示教G代码

附录Ⅲ 加工G代码