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阈值数控蜗杆砂轮磨齿机自动对刀技术

收藏本文 2024-02-27 点赞:34047 浏览:157176 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:工业装备制造中对齿轮精度提出了越来越高的要求,传统的齿轮磨削加工设备及其工艺策略难以满足这种需求,高精度齿轮磨削加工机床就应运而生并不断推广。蜗杆砂轮磨削加工是齿轮精加工的重要策略,在蜗杆砂轮磨齿机的加工历程中,对刀历程一直是影响加工精度和加工效率的重要因素。传统的人工对刀的策略效率低下,对刀精度不高,加工的工件一致性不好,加工的齿轮的精度不高,一般只有7级精度,由此开发高精度的自动对刀功能就十分必要。为解决此不足,针对磨齿机,探讨了利用AE声信号进行接触信号检测的一种自动对刀策略,该策略能够高效率、高精度地完成自动对刀历程,通过加工检验,满足预定精度。论文完成的主要探讨工作包括以下几个方面:(1)为了解决自动对刀历程中刀具定位的目标位置不足,建立了磨削历程中的几何模型,对实际的装夹情况和啮合相对位置联系进行了浅析与计算,确定了砂轮定位的目标位置,为实现砂轮的自动对刀提供了定位目标。综合考虑实际加工历程中实现的难易程度,最终确定了齿槽的中点位置作为砂轮的目标位置,并通过论述计算验证了其可行性。(2)为了确定自动对刀历程中刀具的偏移量,采取了AE声发射技术进行磨削接触检测,并通过信号的浅析处理,将处理结果作为反馈信号传递给CNC系统。通过对砂轮与齿槽两侧齿面分别进行接触检测,并对刀架主轴沿Y轴坐标进行记录和计算,最终精确定位砂轮的目标位置,得到偏移量的数值。通过磨削齿轮试验,验证该自动对刀策略的可行性,并通过加工精度检测浅析,确定了接触检测的最优电压阈值,为实现接触检测的可靠判定提供了依据。(3)为了在自动对刀中实现机床主轴的联动制约和定位,对SIEMENS840D数控系统进行了二次开发,并编写了动作流程制约程序,实现了系统的软件制约。首先对自动对刀历程中所需要的操作界面进行了开发,采取VB语言进行界面程序的编写,采取VC语言进行了动态链接库DLL文件的创建,实现了加工历程中参数的监控、设定和传递;其次,采取SIEMENS高级编程语言进行机床动作的编写,以而实现机床主轴设定动作的制约,最终达到刀具精确定位的目的。关键词:自动对刀论文接触检测论文电压阈值论文二次开发论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    1 绪论8-16

    1.1 课题的背景和作用8

    1.2 蜗杆砂轮磨齿机自动对刀技术探讨近况8-14

    1.2.1 国内外自动对刀技术的探讨近况8-13

    1.2.2 AE声发射技术的特点及在对刀检测中的运用13-14

    1.3 本课题主要探讨内容14-16

    2 数控蜗杆砂轮磨齿机自动对刀论述浅析16-26

    2.1 磨齿机刀具与工件位置联系论述浅析16-19

    2.1.1 Y7232CNC磨齿机结构工件与刀具几何联系16-18

    2.1.2 工件与刀具的定位18-19

    2.2 磨齿机自动对刀不足浅析19-21

    2.2.1 自动对刀历程中偏磨位置浅析19-20

    2.2.2 实际装夹历程中砂轮定位浅析20-21

    2.3 实际装夹中刀具与工件相对位置论述浅析21-25

    2.4 小结25-26

    3 自动对刀中AE信号检测及偏移量的确定26-44

    3.1 工件的粗定位装夹历程26-28

    3.2 自动对刀策略的探讨及偏移量的计算策略28-32

    3.2.1 以工件为基准目标位置坐标的确定28-30

    3.2.2 以砂轮为基准目标位置坐标的确定30-31

    3.2.3 两种自动对刀调整策略的比较31-32

    3.3 AE信号的检测和浅析32-40

    3.3.1 AE信号的检测32-33

    3.3.2 AE信号进行接触检测的原理33-35

    3.3.3 AE信号的浅析论述及策略35-36

    3.3.4 自动对刀信号处理系统接口及参数设定36-40

    3.4 以AE接触检测为基础的偏移量的测定40-43

    3.5 小结43-44

    4 基于西门子840D数控系统的对刀制约界面及程序开发44-58

    4.1 数控系统HMI二次开发技术平台44-45

    4.1.1 HMI二次开发技术支持44-45

    4.1.2 HMI二次开发流程45

    4.2 磨齿机自动对刀人机操作界面的设计及显示45-51

    4.2.1 蜗杆砂轮磨齿机总体人机界面的模块设计45-46

    4.2.2 自动对刀HMI二次开发相关文件的编写46-48

    4.2.3 自动对刀实际操作界面显示示例48-51

    4.3 自动对刀制约程序的编写51-57

    4.3.1 数控蜗杆砂轮磨齿机自动对刀动作流程51-52

    4.3.2 SIEMENS 840D高级语言制约程序的具体编写52-57

    4.4 小结57-58

    5 自动对刀历程试验及加工验证58-64

    5.1 自动对刀试验中接触检测电压阈值的确定58-62

    5.1.1阈值选择的策略58-59

    5.1.2 阈值的试验确定59-62

    5.2 自动对刀加工后的齿轮精度检测及与人工对刀的比较62-63

    5.3 小结63-64

    6 结论与展望64-66

    6.1 结论64-65

    6.2 展望65-66

    致谢66-67

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