基于840D的数控丝杠磨床智能磨削技术研究

论文摘要

磨削是加工高精度滚珠丝杠的主要方法,随着滚珠丝杠副的广泛应用,对磨削技术的要求也在不断提高。高精度、自动化、智能化已成为了磨削加工的发展趋势。然而,磨削加工的不确定性、随机性和磨削机理的复杂性,使我们无法通过建立精确的数学模型的传统方法来有效地控制磨削过程。不断提高磨削加工的智能化和自动化,对提高磨削加工的精度具有十分重要的意义。论文研究了一种丝杠磨床智能磨削技术,实现磨削的智能化和自动化,提高丝杠磨削的精度。应用高精度传感器,对影响磨削精度的误差进行实时测量,通过高速计数卡实时采集数据,为智能磨削系统对磨削加工过程的监控、优化和控制提供依据,对误差进行预报和补偿,配合840D数控系统,完成丝杠的智能磨削。误差预报和在线补偿,是丝杠智能磨削技术的重要组成部分,直接影响到丝杠的磨削加工精度,反映了丝杠磨床的智能化程度。论文重点针对误差预报补偿系统进行实验,验证预报算法和在线补偿的可行性。首先应用丝杠误差的实测数据,对预报算法和在线补偿程序进行仿真实验,根据仿真结果数据分析了该算法的可行性。在此基础上,利用自行构建的实验平台,进行误差预报和在线补偿控制的实验,通过对补偿后的误差曲线和数据的分析,进一步的验证了该方法的可行性和有效性,为实现丝杠智能磨削奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 螺纹磨床的概述和发展趋势
• 1.2 螺纹磨床国内外的发展状况
• 1.2.1 国内的发展状况
• 1.2.2 国外的发展状况
• 1.3 智能磨削的研究现状及发展趋势
• 1.3.1 国外智能磨削的研究现状
• 1.3.2 国内智能磨削的研究现状
• 1.3.3 智能磨削的发展趋势
• 1.4 开放式数控系统及数控系统的发展趋势
• 1.4.1 开放式数控系统的类型
• 1.4.2 数控系统的发展趋势
• 1.5 课题的来源及意义
• 1.5.1 课题的来源
• 1.5.2 课题的科学意义
• 1.5.3 课题的应用前景
• 1.6 论文研究的主要内容
• 第二章 智能数控螺纹磨床的结构及分析
• 2.1 螺纹磨削的原理
• 2.2 智能数控螺纹磨床的构成
• 2.3 智能数控螺纹磨床的检测系统
• 2.3.1 行程误差的检测
• 2.3.2 热变形误差的检测
• 2.3.3 丝杠滚道型面测量
• 2.3.4 砂轮形貌测量
• 2.3.5 振动的检测
• 2.4 西门子840D数控系统
• 2.4.1 西门子840D数控系统性能特点
• 2.4.2 840D数控系统的硬件组成
• 2.4.3 840D的软件系统结构
• 2.5 本章小结
• 第三章 丝杠智能磨削系统
• 3.1 智能磨削系统的整体规划
• 3.1.1 智能磨削系统的构成
• 3.1.2 智能磨削的实现过程
• 3.2 磨削工艺过程的确定
• 3.2.1 磨削工艺
• 3.2.2 磨削过程规划与优化
• 3.3 在线实时预报模型
• 3.3.1 在线实时预报的可行性
• 3.3.2 在线实时预报的实现
• 3.3.3 AR理论模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 螺纹磨削软件的设计
• 4.1 磨削软件的整体规划
• 4.1.1 磨削软件的组成
• 4.1.2 磨削软件的整体设计
• 4.1.3 数控程序的总体设计
• 4.2 砂轮修整系统
• 4.2.1 砂轮修整的方案分析
• 4.2.2 砂轮修整器
• 4.2.3 圆弧插补法
• 4.2.4 砂轮修整程序的设计
• 4.3 误差预报软件的设计
• 4.4 补偿数据处理软件的设计
• 4.5 在线实时补偿软件的设计
• 4.5.1 840D螺距补偿功能
• 4.5.2 在线误差实时补偿的实现
• 4.5.3 实时通讯的实现
• 4.6 本章小结
• 第五章 实验及分析
• 5.1 仿真实验及可行性分析
• 5.1.1 预报算法的仿真实验
• 5.1.2 预报算法的可行性分析
• 5.1.2 补偿的仿真实验及可行性分析
• 5.2 实时预报补偿系统的实验及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文的主要研究成果
• 6.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献