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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于博世-力士樂數(shù)控系統(tǒng)的凸輪軸磨床控制軟件開發(fā)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設(shè)計主要是基于Bosch-Rexroth公司提供的IndraWokds MTX10v04v207軟件進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)。YTMCNC8326-8全數(shù)控高速凸輪軸磨床利用WinStudio制作人機(jī)界面，通過VB制作控件，借助MATLAB工具實(shí)現(xiàn)磨削算法。通過加載MatrixVB控件,將算法轉(zhuǎn)換為VB程序。利用軟件內(nèi)置IndraLogic及內(nèi)置函數(shù)進(jìn)行PLC程序的編制。
- 詳細(xì)介紹：
- MTX數(shù)控系統(tǒng)是Bosch Rexroth公司開發(fā)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，是目前世界上性能最先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)之一。IndraMotion MTX數(shù)控系統(tǒng)是2005年推出的全開放式控制系統(tǒng)，以其獨(dú)特的優(yōu)良特性為客戶的應(yīng)用和二次開發(fā)提供了良好的平臺，其中系統(tǒng)提供的OPC數(shù)據(jù)接口就是開發(fā)MTX系統(tǒng)客戶端軟件非常好的平臺。開放式數(shù)控系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中越來越普遍，對它的二次開發(fā)能適用于個性化市場的需求，滿足不同機(jī)床的實(shí)際需要，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本設(shè)計立足湖南環(huán)宇同心數(shù)控機(jī)床有限公司的需求，開發(fā)基于博世-力士樂數(shù)控系統(tǒng)的凸輪軸數(shù)控磨床控制軟件。該控制軟件能實(shí)現(xiàn)凸輪軸部件的精密、便捷加工，大大提高工作效率，減少加工件的廢品率，并對其它數(shù)控系統(tǒng)具有重要的借鑒價值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明基本思路： 本設(shè)計主要是根據(jù)凸輪軸磨削原理和凸輪軸形狀建立數(shù)學(xué)建模，三階B樣條原理進(jìn)行曲線的擬合，數(shù)控凸輪軸磨床工件旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速預(yù)測算法解決凸輪軸非圓部分砂輪架進(jìn)給減輕加速度、加加速度急劇變化影響。項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)： （1）提出了自適應(yīng)工件旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速預(yù)測算法,實(shí)現(xiàn)了高精度高效率凸輪軸的磨削加工。申請發(fā)明專利： 201010278922.0 （2）提出了采用三階B樣條曲線擬合離散點(diǎn)的方法，實(shí)現(xiàn)用戶通過鼠標(biāo)可以任意微調(diào)工件旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速曲線，實(shí)現(xiàn)高精度加工。軟件著作權(quán)號：2010SR068264 技術(shù)關(guān)鍵: 1、完成對進(jìn)給軸的操作，主要實(shí)現(xiàn)軸使能和在手動功能下軸選擇、手動正負(fù)向運(yùn)動、軸點(diǎn)動模式以及軸連續(xù)手動模式。 2、在虛擬操作面板和真實(shí)操作面板上添加部分控制開關(guān)，使上述功能可以通過虛擬操作面板和真實(shí)操作面板控制。 3、使用VB制作OCX嵌入至MTX系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)在MTX系統(tǒng)中的用戶控制、曲線繪制及表格顯示。 4、完成對速度、位移曲線的鼠標(biāo)拖動修整，并對曲線實(shí)時B樣條插值，以方便比較。 主要技術(shù)指標(biāo)： 加工凸輪軸零件精度 (1)基圓尺寸偏差 ±0.015mm (2)基圓相對相鄰主軸頸跳動 ≤0.01 mm (3)凸輪相位角偏差 ±10′ (4)凸輪母線對相鄰主軸頸的平行度 0.01 mm
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本設(shè)計以德國Bosch-Rexroch提供的客戶端開發(fā)平臺為基礎(chǔ)，對全數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)的控制界面進(jìn)行了規(guī)劃與設(shè)計，并實(shí)現(xiàn)了對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時讀寫，對PLC變量的狀態(tài)監(jiān)控，對NC程序的編輯、調(diào)用和程序運(yùn)行的實(shí)時顯示，以及系統(tǒng)故障診斷和幫助等功能。完成了控制界面、數(shù)控加工程序、PLC程序之間的通信。提出了一種對軸實(shí)時保護(hù)的方案，提高了機(jī)床工作的安全性。（同類產(chǎn)品未見報道）
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 簽訂協(xié)議
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本設(shè)計與同類的西門子數(shù)控系統(tǒng)相比，人機(jī)界面中的曲線可以在線調(diào)試，改變了以往的需要將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在別的程序（如EXCEL）中調(diào)試的不方便，而直接可以在內(nèi)部修改，同時在修改曲線旁顯示B樣條曲線，以方便用戶調(diào)試；本設(shè)計的位移曲線能自動判斷曲線是否符合0-180遞增、181-360度遞減的規(guī)律，對不符合規(guī)律的點(diǎn)給出報警提示。 本設(shè)計的用戶主要是汽車、摩托車、發(fā)動機(jī)、柴油機(jī)、凸輪軸配件等廠家，經(jīng)預(yù)測，國內(nèi)需求量為每年200臺，以20%的幅度遞增。至2010年，傳統(tǒng)產(chǎn)品將有35%左右被高效數(shù)控磨床替代，市場前景廣闊。 本設(shè)計能直接應(yīng)用于凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)凸輪軸部件的精密加工，大大提高工作效率，減少加工件的廢品率，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)裝備的技術(shù)改造和關(guān)鍵零件加工特種裝備的國產(chǎn)化，提升我國裝備制造業(yè)產(chǎn)品附加值，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品。
同類課題研究水平概述
- 沈陽工業(yè)大學(xué)的熊鷹研究了OPC技術(shù)在MTX數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，應(yīng)用OPC技術(shù)規(guī)范和可視化Visual Basic6.O語言，對MTX數(shù)控系統(tǒng)所提供的OPC服務(wù)器進(jìn)行了客戶端程序的開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)和MTX系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的通訊。以開發(fā)的OPC客戶端程序?yàn)榛A(chǔ)，設(shè)計了MTX數(shù)控系統(tǒng)的客戶界面，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)床狀態(tài)顯示界面、NC程序輸入界面、NC程序仿真界面等，并在MTX系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。 沈陽工業(yè)大學(xué)的楊松以所開發(fā)的客戶端程序?yàn)榛A(chǔ)，對MTX數(shù)控系統(tǒng)針對專用機(jī)床界面進(jìn)行了規(guī)劃與設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時讀寫，對PLC變量的狀態(tài)監(jiān)控，對NC程序的編輯、調(diào)用和程序運(yùn)行的實(shí)時顯示，以及系統(tǒng)故障診斷和幫助等功能。 沈陽工業(yè)大學(xué)的李忠峰應(yīng)用系統(tǒng)提供的CPL語言基于插補(bǔ)算法對專用G指令進(jìn)行開發(fā);同時根據(jù)系統(tǒng)自身特點(diǎn)結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)置可編程控制器Indralogic進(jìn)行輔助功能M代碼和T代碼的開發(fā)。最后在此前提基礎(chǔ)上應(yīng)用OPC技術(shù)采用Visual Basic 6.0語言對加工程序進(jìn)行實(shí)時仿真設(shè)計。沈陽工業(yè)大學(xué)的楊松、楊林、李忠峰、胡小武用MTX創(chuàng)建了長春一汽大眾AF180曲軸磨削控制系統(tǒng)，磨削控制系統(tǒng)由編寫的PLC和NC程序與MARPOSS測量裝置組成。將MTX系統(tǒng)應(yīng)用于長春一汽大眾AF180曲軸連桿頸磨床中,滿足磨削工藝的要求。 以上兩個研究都對MTX數(shù)控系統(tǒng)的PLC、NC和OPC通信做了深入的研究，且第二個研究投入了生產(chǎn)實(shí)踐，但以上兩個研究同樣未使用MTX數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的OPC通信，界面控制和使用不方便。 本設(shè)計在界面設(shè)計方面不需要在外部掛接VB程序來使用，本設(shè)計通過制作VB控件，能將界面嵌入到內(nèi)部，利用力士樂的內(nèi)部OPC通信，使其方便快捷。在NC方面，通過大量的使用了由MTX系統(tǒng)提供的CPL編程語言，很大程度上提高了整個程序的運(yùn)行速度;同時在程序中采用了兩軸聯(lián)動的方式對凸輪軸進(jìn)行加工，在磨削的過程中通過調(diào)用耦合表，來實(shí)現(xiàn)對主動軸和聯(lián)動軸速度及進(jìn)給量的控制，提高了磨削的精度。在PLC方面，完成了PLC對凸輪軸磨床電機(jī)的控制；提出了PLC對軸安全位置的實(shí)時監(jiān)控。但本設(shè)計只在上海Bosch-Rexroth公司進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，還未投入生產(chǎn)。
