專用凸輪數(shù)控加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著各種先進(jìn)制造技術(shù)的普及應(yīng)用，新材料新工藝的發(fā)展，凸輪的設(shè)計(jì)與制造將會變得十分方便和精確，制造成本也會大幅下降，尤其是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造已獲得普遍地應(yīng)用，從而提高了凸輪設(shè)計(jì)和加工的速度及質(zhì)量，這也為凸輪機(jī)構(gòu)的更廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件,更好地促進(jìn)自動(dòng)機(jī)械的發(fā)展。
　　 通過分析凸輪輪廓曲線的特征，本文提出了極坐標(biāo)數(shù)控的凸輪加工方案，即通過控制旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在極坐標(biāo)下，對凸輪的數(shù)控加工。在極坐標(biāo)

2、下，利用極角與極徑的關(guān)系，更容易設(shè)計(jì)理想的凸輪輪廓曲線，此方案避免了凸輪曲線方程從極坐標(biāo)向直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化，控制一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與一直線運(yùn)動(dòng)，插補(bǔ)出凸輪輪廓曲線。插補(bǔ)的算法采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)，即在一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，判斷各軸的運(yùn)動(dòng)方向，計(jì)算出各軸的運(yùn)動(dòng)增量。另外還對插補(bǔ)誤差進(jìn)行了研究，并給出了插補(bǔ)誤差控制方法，使其每一步插補(bǔ)均能滿足精度要求。
　　 本課題的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用上位機(jī)(PC機(jī))與下位機(jī)(PLC)相結(jié)合的方式。利用PC機(jī)強(qiáng)大的軟硬

3、件功能，實(shí)現(xiàn)對凸輪輪廓曲線的插補(bǔ)算法計(jì)算，求出滿足精度要求的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、插補(bǔ)步長，并把這些信息傳送給PLC，由PLC驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成加工。由于加工過程中，需要聯(lián)動(dòng)控制，因此，選擇FM357作為定位模塊，最多能同時(shí)控制四軸運(yùn)動(dòng)，滿足控制系統(tǒng)的要求。
　　 最后，本文根據(jù)凸輪輪廓曲線常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方程進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚蛊淠芨鶕?jù)設(shè)計(jì)的需要平滑過渡，并編寫了凸輪輪廓曲線生成程序，利用MATLAB的繪圖功能，生成