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喷管铣槽加工设备软件系统研究与开发

作　者: 黄国宝
导　师: 王永青
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械电子
关键词: 液体火箭发动机喷管开放式数控系统 FANUC310i 二次开发 FOCAS2
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

喷管冷却通道的铣槽加工是大型液体火箭发动机制造中的关键工序,现有的铣槽设备加工速度慢、精度低,研究一种可实现喷管铣槽加工的新型、高效、高精度加工设备,对保证我国航天发动机的制造能力和质量具有重要意义。在对当前喷管铣槽加工设备及加工工艺进行系统分析的基础上,针对早期系统软件数据自动集成度差、效率低的缺陷,结合新的铣槽设备,设计了新的铣槽设备系统软件,该软件具有对数据手动/自动、单一/批量多种操作的功能。统一了喷管铣槽设备的各个坐标系；添加了采样原始数据的误差评定与修改功能；根据修改后的数据,重建了工件曲面；利用法向方法,完成了铣槽和清根刀位轨迹的规划,实现了软件系统算法的改良。研究了FANUC数控系统的二次开发技术。基于FANUC310i开放式数控系统,利用Visual C++6.0编程工具,结合GE-FANUC公司开发的FOCAS2函数库,开发了系统软件内核与界面。本文开发的软件系统,实现了自动测量与加工,能够自由与CNC和PMC进行通讯,可应用于不同型号直槽喷管的采样、监控、误差修正、曲面重建和加工程序的自动生成。生产实践表明,应用本文研究成果的新一代喷管铣槽加工装备的加工精度、效率和可靠性均得到大幅度提升。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-20
  1.1 论文选题背景  8-9
  1.2 课题现状  9-18
    1.2.1 国内喷管铣槽加工设备  9-16
    1.2.2 开放式数控系统及其二次开发  16-18
  1.3 论文的主要内容  18-19
  1.4 本章小结  19-20
2 喷管铣槽加工设备简介  20-28
  2.1 喷管铣槽加工设备的功能简介  20-21
  2.2 喷管铣槽设备新增特点简介  21
  2.3 喷管铣槽机床的结构及坐标定义  21-22
  2.4 FANUC 310i数控系统概述  22-26
    2.4.1 FANUC 310i系统的硬件及其连接  24-26
    2.4.2 FANUC 310i系统的人机交互软件—ScreenDisplay  26
  2.5 本章小结  26-28
3 喷管铣槽加工设备软件系统算法设计  28-50
  3.1 喷管铣槽设备中的各坐标系及其统一  28-34
    3.1.1 机床坐标系  28-29
    3.1.2 刀具坐标系  29-31
    3.1.3 传感器坐标系  31-33
    3.1.4 工件坐标系  33-34
  3.2 激光采样在系统中的测量原理  34-38
  3.3 激光传感器测量轨迹  38-39
  3.4 喷管表面的运算处理  39-45
    3.4.1 CAD计算机辅助建模  39-42
    3.4.2 CAM计算机辅助加工  42-45
  3.5 喷管铣槽设备程序的设计  45-49
    3.5.1 FANUC数控铣床系统数控指令的格式  45-46
    3.5.2 采样程序设计  46-47
    3.5.3 铣槽加工程序设计  47-48
    3.5.4 清根加工程序的设计  48-49
  3.6 本章小结  49-50
4 喷管铣槽加工设备系统软件操作界面的设计  50-65
  4.1 FANUC系统操作软件的二次开发  50-54
  4.2 喷管铣槽设备数字化加工系统软件(DMS)的界面设计  54-64
    4.2.1 功能模块的界面设计  55-56
    4.2.2 界面的结构  56-58
    4.2.3 喷管铣槽设备软件界面的设计  58-61
    4.2.4 喷管铣槽设备软件功能的开发  61-64
  4.3 本章小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-69
附录A 测量程序和铣槽程序  69-71
附录B FANUC系统的G指令及其功能  71-72
附录C 数据处理中的插值与拟合运算  72-76
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  76-77
致谢  77-78

喷管铣槽加工设备软件系统研究与开发

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