全自动锯片磨床专用数控系统的研究与应用

摘要

锯片是矿山开采、管棒型材加工和木材加工等行业重要的切断刀具,其加工质量是其加工精度和使用寿命的重要决定因素。传统的平面磨床对锯片的磨削加工主要靠人工手动上下料和厚度测量,砂轮的磨损补偿也是手动添加,导致锯片尺寸无法保证,尺寸的一致性很差,并且工人劳动强度大,生产效率低下。本文以高速、高精的锯片磨削加工为目标,系统深入地研究了集锯片自动上下料、厚度测量和磨削加工为一体的全自动锯片磨床专用数控系统的开发流程。主要工作内容如下:
　　根据全自动锯片磨床的总体机械结构,建立了以HNC-21数控系统为核心,以实时DOS系统为软件支持平台的开放式数控系统体系结构,搭建了全自动锯片磨床的专用硬件和软件平台;以LVDT位移传感器为基础,设计了一套安全可靠的测量方案。
　　针对锯片的加工工艺流程制定了单片连续磨削并行运行控制方案和双片交叉磨削并行运行控制方案,包括G代码的设计、PLC程序设计和自定义M代码设计,实现了上位机和PLC之间的通讯。并行控制方案提高了锯片的加工效率。
　　设计了测量数据处理算法和砂轮磨损动态补偿算法,对砂轮在锯片加工过程的磨损进行在线动态补偿,提高了锯片的加工精度。
　　最后,考虑到加工过程中的安全因素,本文设计了一系列的报警保护措施。为提高全自动锯片磨床的易用性,本文设计了简洁明了的用户友好型界面和加工G代码的自动生成机制。

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1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题研究的背景与意义

1.3 平面磨床国内外研究现状

1.4 本文研究的主要内容

2 锯片磨床专用数控系统的总体方案设计

2.1 锯片磨床的总体机械系统方案设计

2.2 全自动锯片磨床的控制系统方案设计

2.3 锯片磨床测量方案设计

2.4 全自动锯片磨床的工作原理

2.5 锯片磨削加工的工艺流程

2.6 全自动锯片磨床的控制要求及难点

2.7 本章小结

3 锯片磨削加工并行控制的设计和实现

3.1 控制方案的数据结构

3.2 磨削加工G代码流程设计

3.3 控制PLC程序设计

3.4 自定义M代码的开发

3.5 上层软件与PLC间的通讯

3.6 两种控制方法的比较

3.7 本章小结

4 砂轮磨损在线动态补偿算法的设计与实现

4.1 测量数据处理

4.2 砂轮磨损动态补偿算法的设计

4.3 本章小结

5 锯片磨床专用数控系统保护和加工功能的实现

5.1 保护功能模块的实现

5.2 砂轮自动对刀的实现

5.3 位移传感器的标定

5.4 全自动锯片磨床参数的设置

5.5 加工G代码的自动生成功能实现

5.6 锯片磨削数控系统的实验验证

5.7 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录Ⅱ 申请专利