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仿形铣切飞锯的运动控制

作　者: 苏指南
导　师: 张玉华
学　校: 天津理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 仿形铣切飞锯机极坐标运动控制超调量 “S”形追踪曲线 MC206控制器
分类号: TG333.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 74次
引　用: 1次
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内容摘要

数控仿形铣切飞锯机的研制和开发,使得原来传统的焊管切割技术得到了极大的改变。其中运动控制技术是数控飞锯机的关键技术,决定了飞锯机切管的效率、精度和质量等。目前国内能同时实现对不同形状焊管的在线切割的数控飞锯机不多,并且很多飞锯机在对焊管切割时定尺精度不高,无法实现对于大口径、高强度焊管的在线锯切。因此对于飞锯机控制系统以及运动方式的研究极为重要。本文介绍的仿形铣切飞锯机的控制系统以TRIO-MC206运动控制器为核心,工业PC机为系统支撑单元,软件上以Windows系统为平台,采用应用软件MotionPerfect2来实现对飞锯机运动轨迹的编程控制以及其他一些辅助控制程序。通过TRIO-PC ActiveX控件来实现TRIO运动控制器和上位机之间的通讯,该控制系统性能稳定,主机与TRIO控制器响应速度快,能够实现对于大口径圆、方矩形管的在线定尺切割并能对切割误差进行补偿,提高了切割精度。本文通过分析仿形铣切飞锯机的工作原理,来拟定对于圆、方矩形焊管的切割方案以及对于运动程序的设计;首先分析仿形铣切飞锯机的拖动系统即飞锯车在不同运动阶段的速度、加速度以及位移的多种运动曲线,选择最优的运动轨迹,并且根据控制系统中出现的实际问题,对速度采集的滞后、非线性速比以及由于震动所引起的焊管测量长度误差的消除等多个问题进行研究;其次通过VC++来模拟分析飞锯车采用不同运动曲线的运动效果,同时采用PRO/E来模拟分析切割不同形状焊管的过程中锯片的运动状态;最后通过TRIO的软件编程实现对于飞锯机的运动控制。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 仿形铣切飞锯机概述  10-11
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 课题的目的和主要内容  13-14
  1.4 可行性研究方案及分析  14-15
第二章仿形铣切飞锯机的控制系统  15-26
  2.1 概述  15
  2.2 铣切飞锯运动控制系统的组成  15-18
    2.2.1 铣切飞锯运动控制系统的硬件组成  16-17
    2.2.2 铣切飞锯运动控制系统的软件组成  17-18
  2.3 铣切飞锯控制系统分析  18-20
    2.3.1 工作原理  18-19
    2.3.2 位置控制  19-20
    2.3.3 控制方式  20
  2.4 运动控制器TRIO-MC206  20-23
    2.4.1 运动控制器的组成  20-21
    2.4.2 运动控制器的四大结构功能  21-22
    2.4.3 控制器的控制原理  22-23
  2.5 伺服电机及主要功能  23-26
    2.5.1 伺服电机及主要功能  23-24
    2.5.2 速度信号的检测与处理  24
    2.5.3 电子齿轮功能  24-25
    2.5.4 变频调速  25-26
第三章仿形铣切飞锯机的运动分析与设计  26-38
  3.1 仿形铣切飞锯的运动系统分析  26-28
    3.1.1 飞锯车的运动  26-27
    3.1.2 锯切装置（锯片）的运动  27
    3.1.3 其它的辅助运动  27-28
  3.2 飞锯车运动轨迹曲线的设计  28-34
    3.2.1 理论曲线与实际曲线  28-29
    3.2.2 飞锯车追踪段的曲线  29-32
    3.2.3 各曲线数据的分析对比  32-33
    3.2.4 采用“S”曲线的飞锯车各段分析及参数设计  33-34
  3.3 锯片径向切割运动的分析与设计  34-38
    3.3.1 切割圆管的运动曲线  34-35
    3.3.2 切割方矩形管的径向运动  35-36
    3.3.3 方矩形管切割过程中的误差补偿  36-38
第四章铣切运动仿真  38-49
  4.1 “S”曲线的仿真分析  38-42
    4.1.1 MFC中的CDC类（设备环境类）  38-39
    4.1.2 采用的可变映射模式  39
    4.1.3 “S”曲线的主程序  39-41
    4.1.4 追踪段采用“S”曲线的数据分析  41-42
  4.2 PEO/E的模拟  42-49
    4.2.1 Pro/NC模块的加工流程  42-43
    4.2.2 加工程序设计  43-46
    4.2.3 演示刀具路径  46-47
    4.2.4 仿真加工  47-48
    4.2.5 径向进刀轨迹分析  48-49
第五章仿形运动控制程序设计  49-62
  5.1 编程软件Motion-Perfect2  49-50
    5.1.1 程序语言  49-50
  5.2 铣切飞锯运动周期的主程序和结构  50-54
    5.2.1 参数初始化  51-52
    5.2.2 HLM通讯  52
    5.2.3 手动运行  52-53
    5.2.4 自动运行  53-54
  5.3 飞锯车追踪段的“S”曲线  54-56
    5.3.1 电子凸轮CAMBOX  55
    5.3.2 Table表的调用  55
    5.3.3 S曲线程序  55-56
  5.4 锯片的仿形切割控制  56-61
    5.4.1 参数设定以及轴的连接  57-58
    5.4.2 转盘运动  58-59
    5.4.3 切割圆管时径向速度  59-60
    5.4.4 切割方矩形管时径向位移  60-61
  5.5 辅助性控制  61-62
第六章结论与展望  62-63
  6.1 结论  62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-65
发表论文和科研情况说明  65-66
致谢  66-67

仿形铣切飞锯的运动控制

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