基本信息
- 項目名稱：
- 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：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設計主要是基于Bosch-Rexroth公司提供的IndraWokds MTX10v04v207軟件進行系統(tǒng)的開發(fā)。YTMCNC8326-8全數(shù)控高速凸輪軸磨床利用WinStudio制作人機界面，通過VB制作控件，借助MATLAB工具實現(xiàn)磨削算法。通過加載MatrixVB控件,將算法轉換為VB程序。利用軟件內(nèi)置IndraLogic及內(nèi)置函數(shù)進行PLC程序的編制。
- 詳細介紹：
- 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)，以其獨特的優(yōu)良特性為客戶的應用和二次開發(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，滿足不同機床的實際需要，具有很大的現(xiàn)實意義。本設計立足湖南環(huán)宇同心數(shù)控機床有限公司的需求，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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明基本思路： 本設計主要是根據(jù)凸輪軸磨削原理和凸輪軸形狀建立數(shù)學建模，三階B樣條原理進行曲線的擬合，數(shù)控凸輪軸磨床工件旋轉軸轉速預測算法解決凸輪軸非圓部分砂輪架進給減輕加速度、加加速度急劇變化影響。項目創(chuàng)新點： （1）提出了自適應工件旋轉軸轉速預測算法,實現(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的方法，實現(xiàn)用戶通過鼠標可以任意微調(diào)工件旋轉軸的轉速曲線，實現(xiàn)高精度加工。軟件著作權號：2010SR068264 技術關鍵: 1、完成對進給軸的操作，主要實現(xiàn)軸使能和在手動功能下軸選擇、手動正負向運動、軸點動模式以及軸連續(xù)手動模式。 2、在虛擬操作面板和真實操作面板上添加部分控制開關，使上述功能可以通過虛擬操作面板和真實操作面板控制。 3、使用VB制作OCX嵌入至MTX系統(tǒng)中，實現(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、位移曲線的鼠標拖動修整，并對曲線實時B樣條插值，以方便比較。 主要技術指標： 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
科學性、先進性
- 本設計以德國Bosch-Rexroch提供的客戶端開發(fā)平臺為基礎，對全數(shù)控凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)的控制界面進行了規(guī)劃與設計，并實現(xiàn)了對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)的實時讀寫，對PLC變量的狀態(tài)監(jiān)控，對NC程序的編輯、調(diào)用和程序運行的實時顯示，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。提出了一種對軸實時保護的方案，提高了機床工作的安全性。（同類產(chǎn)品未見報道）
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 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,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本設計與同類的西門子數(shù)控系統(tǒng)相比，人機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)律的點給出報警提示。 本設計的用戶主要是汽車、摩托車、發(fā)動機、柴油機、凸輪軸配件等廠家，經(jīng)預測，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。 本設計能直接應用于凸輪軸磨床數(shù)控系統(tǒng)，實現(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，實現(xiàn)傳統(tǒng)裝備的技術改造和關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)權的新產(chǎn)品。
同類課題研究水平概述
- 沈陽工業(yè)大學的熊鷹研究了OPC技術在MTX數(shù)控系統(tǒng)中的應用方法，應用OPC技術規(guī)范和可視化Visual Basic6.O語言，對MTX數(shù)控系統(tǒng)所提供的OPC服務器進行了客戶端程序的開發(fā)，并實現(xiàn)和MTX系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的通訊。以開發(fā)的OPC客戶端程序為基礎，設計了MTX數(shù)控系統(tǒng)的客戶界面，重點實現(xiàn)了機床狀態(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)實驗平臺上實現(xiàn)了預期的功能。 沈陽工業(yè)大學的楊松以所開發(fā)的客戶端程序為基礎，對MTX數(shù)控系統(tǒng)針對專用機床界面進行了規(guī)劃與設計，實現(xiàn)了對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)的實時讀寫，對PLC變量的狀態(tài)監(jiān)控，對NC程序的編輯、調(diào)用和程序運行的實時顯示，以及系統(tǒng)故障診斷和幫助等功能。 沈陽工業(yè)大學的李忠峰應用系統(tǒng)提供的CPL語言基于插補算法對專用G指令進行開發(fā);同時根據(jù)系統(tǒng)自身特點結合系統(tǒng)內(nèi)置可編程控制器Indralogic進行輔助功能M代碼和T代碼的開發(fā)。最后在此前提基礎上應用OPC技術采用Visual Basic 6.0語言對加工程序進行實時仿真設計。沈陽工業(yè)大學的楊松、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。 本設計在界面設計方面不需要在外部掛接VB程序來使用，本設計通過制作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行加工，在磨削的過程中通過調(diào)用耦合表，來實現(xiàn)對主動軸和聯(lián)動軸速度及進給量的控制，提高了磨削的精度。在PLC方面，完成了PLC對凸輪軸磨床電機的控制；提出了PLC對軸安全位置的實時監(jiān)控。但本設計只在上海Bosch-Rexroth公司進行了實驗，還未投入生產(chǎn)。
