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椭圆齿轮数控加工系统的研究
2017-10-15

   总结: 基于工业控制计算机和运动控制卡相结合的软硬件插值,提出了一种实时刷新数据的新方法。。 根据非圆齿轮的设计理论,以椭圆齿轮为例,利用MATLAB的图形界面设计功能,设计了速度和传动比的图形界面,并给出了设计过程。。 应用实例表明,该系统界面友好,设计正确在人机界面设计中,应用程序的实现需要数控系统的几个基本界面(如状态显示界面、故障诊断界面等)的配合人机界面是人机交互的纽带,应体现人机交互的友好性和操作的简单性

   关键词: 软硬件插值实时刷新椭圆齿轮

   椭圆齿轮是目前应用最广泛的非圆齿轮建立便于用户操作的人机界面后,在MATLAB中调用函数实现各个按钮的功能该方法编程简单,数据处理方便,开发效率较高 基于windows操作系统,以MATLAB软件为开发工具,提出了一种有效滚齿椭圆齿轮的新方案1、齿数z=30,滚刀头数K=位置控制系统的质量与插补有很大关系,滚刀转速ω;b=180弧度/秒椭圆齿轮的参数是: n阶= 3,模数m=10毫米,偏心率e=0

   1 非圆齿轮数学模型的建立

   数控滚齿机必须有以下5种控制运动才能形成齿形滚齿机构。①滚刀自身的旋转运动&ω;b (主要运动);( 2 )滚刀与工件中心之间距离的相对运动(沿x轴);③滚刀的刀具运动(沿Y轴);④滚刀沿齿坯轴线方向(沿Z轴)的轴向运动;⑤工作台本身的旋转运动&ω;C。

   直非圆齿轮数控滚齿加工的运动关系如图2所示。1,其中z轴不参与联动。让工件节曲线的极坐标方程为r = f (θ;),R的模是|r|,切线和极径之间的角度μ;用于:

从参考文献[ 1 ]可以看出,直非圆齿轮数控滚齿的位移运动模型参数可以表示如下。

   工件角速度:

   为了保证滚刀和齿坯的纯滚动,滚刀和工件在Y轴方向的速度应相同。因此,以刀具位移补偿为例,计算滚刀在Y轴方向的速度,即:

   2。 椭圆齿轮数学模型的建立

   根据直非圆齿轮的运动模型,以椭圆齿轮为例,建立滚齿运动模型。 鉴于本文需要获得各轴的可变传动比和速度,这里只介绍速度运动模型。椭圆齿轮节曲线方程是:

   根据参考[ 1 ],椭圆齿轮节曲线周长的计算公式如下:

   在设计过程中,首先选择椭圆齿轮的偏心率e、模数m和齿数z,然后根据椭圆齿轮节曲线闭合的要求( L = & piMz ),可以计算俯仰曲线的长半轴a。

   椭圆齿轮的速度运动模型如下:

   当然,在椭圆齿轮的设计过程中,凹凸性验证、压力角验证、底切验证等。[ 3 ]这里不再重复。

   函数[ ans ]=有趣( n,e,m,z ) 滚齿数控系统的软件结构

   计算机数控系统是一种位置控制系统,即对输入的数控代码数据进行相应的处理,然后将数据段插值到理想的刀具运动轨迹中,并将插值结果输出到执行部分。系统的工作流程主要包括零件加工程序解码、数据处理、插补、速度和位置控制、伺服系统控制、检测等。如图1所示。2。

   在PC机嵌入式数控型开放式数控系统结构中,工控计算机利用其丰富的软件资源完成非实时性和弱实时性任务,而运动控制卡用于实现速度控制和位置控制等实时性强的任务。在插值计算功能的实现中,可以采用二次插值的方法,即。e。上层工控计算机完成数据的粗插补,下层运动控制卡完成数据的精插补,避免了计算操作中主机CPU造成的计算延迟和通信延迟。在伺服更新率、执行率和伺服算法的项目数方面,可以获得相当大的改进[ 5 ]。

   加工圆柱齿轮和椭圆齿轮的区别在于,在滚齿加工过程中,加工椭圆齿轮时需要实时获得刷新数据,而圆柱齿轮是固定传动比传动,只要齿轮是根据设定的参数加工的。 党花府[ 软硬件结合的插补是目前最好的方案 ]

   研究了数控滚齿运动控制卡。

   ),此外,还需要增加一个子模块,即速度和可变传动比的图形界面模块。人机界面设计与通信。

   4。。

   由于篇幅遂宁家纺有限,本文仅介绍图形界面模块。在确定了齿轮与工件运动关系系统的各种参数后,利用MATLAB图形界面软件进行图形界面设计。

   。。界面设计的主要内容包括输入参数(椭圆齿轮参数和滚刀参数)、输出参数和输出曲线图,如图。 3。。

   实现计算功能的代码如下:。3。

   在MATLAB中进行实时串行通信,完成运动控制卡的控制和管理功能。。

   为了满足控制卡的实时通信要求,并实时处理下位机传输的数据,作者采用了将事件中断函数写入图形用户界面组件函数的方法

   。。

   。。

   应用示例。

   5。打开MATLAB软件,运行程序后,输入设计参数,点击计算按钮获取输出参数,点击绘图按钮获取相应的坐标函数曲线,如图

   4。单击清除按钮重新输入参数: n=4,m = 10毫米,e=0。05,z=30,K=4,ω;B=180弧度/秒,如图所示。4。

  6。结束语。5

   6。作者在工控机上设计了一个功能模块,实现了椭圆齿轮滚齿加工所需的数据

   可编程专用硬件插补芯片采集上位机的数据信息,完成精插补。该方案类似于滚齿固定传动比的圆柱齿轮。 此外,以上实例表明功能模块的设计是可行的。。。。。