基于GT400的旋压机控制系统研制

论文摘要

现代旋压技术是广泛应用于航空、航天、军工等金属精密加工技术领域的一种先进塑性成型工艺,已成为回转型薄壁筒形零件的重要加工方法。旋压机是旋压成型工艺中的关键设备,它是旋压成型工艺技术水平的体现。随着计算机的产生和发展,将计算机控制技术应用到旋压机上,实现录返功能。这是旋压设备及技术的一次巨大的飞跃。它的出现提高了零件的加工精度和加工效率,取得了良好的经济效益,并有利于生产管理的科学化和现代化。本文分析了筒形旋压技术的基本理论,其中包括筒形旋压变形、旋压力以及主要旋压部件的工艺参数。并基于旋压机机械本体开发了满足要求的控制系统,该系统以工业控制机（IPC）和可编程多轴运动控制器（GT400）构成主从分布式双微处理器结构,以此作为系统的控制中心。采用安川高性能的交流伺服电机、伺服驱动单元、编码器等模块最终构成一个完整的旋压机控制系统。该系统的开发主要构建于GT400自身软硬件资源基础之上,软硬件功能实现模块化划分,各功能模块之间协调工作,共同完成旋压加工的控制,能够实现手动、自动加工,数字化仪示教加工以及录返加工等功能。以GT400多轴运动控制器为控制系统的核心控制器,大大地缩短了控制系统的开发周期,实现资源的合理配置。用Visual C++6.0开发了用户界面友好、实时性强、控制精度高、操作方便的软件控制系统,并分析了控制系统软件各个模块的实现方法。经调试,该控制系统在工厂实际生产中满足要求,运行良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 旋压技术
• 1.1.2 旋压技术的发展
• 1.2 国内外数控旋压机的发展状况
• 1.2.1 数控旋压简介
• 1.2.2 国外旋压机的发展概况
• 1.2.3 国内旋压机的发展概况
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 强力筒形旋压技术基本理论的研究
• 2.1 强力筒形旋压技术概述
• 2.2 强力筒形旋压变形理论
• 2.2.1 强力旋压变形的特点
• 2.2.2 强力旋压变形的三个阶段
• 2.2.3 强力旋压加工成形的主要失效形式
• 2.3 强力筒形旋压部件及主要工艺参数分析
• 2.3.1 旋轮
• 2.3.2 芯模
• 2.3.3 道次减薄率
• 2.3.4 主轴转速和进给速度
• 2.4 强力筒形旋压力的研究
• 2.4.1 强力旋压力的理论分析
• 2.4.2 强力旋压力的影响因素
• 2.5 本章小结
• 第3章 旋压机控制系统硬件结构研究与开发
• 3.1 旋压机控制系统硬件总体方案
• 3.1.1 旋压机主体结构及运动特点分析
• 3.1.2 控制系统方案的提出
• 3.1.3 运动控制技术及GT400-SV 简介
• 3.1.4 控制系统总体方案设计
• 3.2 旋压机控制系统功能介绍
• 3.3 旋压机控制系统硬件结构
• 3.4 伺服系统控制方案的研究
• 3.4.1 位置伺服系统的简介
• 3.4.2 位置伺服系统基本结构类型比较
• 3.4.3 伺服系统方式类型
• 3.4.4 伺服系统控制电路
• 3.4.5 开关量输入输出模块
• 3.5 本章小结
• 第4章 数字化仪示教控制及录返功能的实现
• 4.1 数字化仪及其驱动概述
• 4.1.1 数字化仪简介
• 4.1.2 数字化仪驱动
• 4.2 数字化仪示教控制
• 4.3 录返功能的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 旋压机控制系统软件设计
• 5.1 数控系统软件简介
• 5.1.1 概述
• 5.1.2 数控系统软件结构策略
• 5.1.3 基于Windows 平台的数控软件
• 5.2 控制系统软件开发方法
• 5.3 控制系统软件设计
• 5.3.1 控制系统软件总体结构
• 5.3.2 控制系统软件各功能模块的实现
• 5.4 控制系统软件界面
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢