文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
D传感器的数控车床螺纹自动对刀研究
姓名:廖忠浩
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:蔡善乐
20080420
摘要现实中广泛存在着需按工件原有螺纹螺旋线基础上再进行加工工件的数控加工,如石油钻杆接头螺纹的修复加工,丝杠精加工等,由于其需要在原有螺纹沟槽基础上进行加工,工件安装定位时轴向不易定位,同时很难保证主轴零位信号发生位置与原有的螺纹螺旋线起点相一致,因此需要寻求新方法以实现上述零件的数控车床加工。本文以石油钻杆接头螺纹修复加工为例,针对沿工件原有螺纹沟槽上进行数控车床螺纹加工的对刀问题,提出基于ǜ衅骷笆滞枷翊砑际趸袢」件位置及参数信息的方法,通过运动控制卡实现自动对刀加工。本课题结合实际情况,选用了符合要求的阆裢贰⑼枷癫杉ā⒓扑机系统及运动控制卡,与数控车床实现硬件组成。通过采用阆裢泛屯枷采集卡把螺纹类工件图像提取到计算机并在屏幕上显示,然后经过图像处理方法去除图像噪声,进行图像分割、特征图像边缘提取及图像参数信息分析,求解图像轮廓点的相对坐标,测量得到工件几何参数信息。然后根据坐标系之间的逻辑关系,通过调用运动控制卡的控制函数,生成数控加工程序,辅以零位校正系统,实现螺纹加工自动对刀,最终修复损坏螺纹。通过以上研究,本文中完成了基于ǜ衅鞯氖爻荡猜菸萍庸ぷ远刀方法。该方法设计中发挥了ǜ衅鞣墙哟ゲ饬康挠诺悖迪至瞬捎弥悄寻位加工理论中的“寻位加工”替代传统的“定位加工’’,高效率、高精度地完成对受损螺纹的数控车床修复加工,延长了工件使用寿命,同时也为以视觉传感器的非接触测量方法,针对数控系统中其他类型工件的在线检测加工应用提供了先例。关键词:数控车床;螺纹修复加工;ǜ衅鳎皇萃枷翊恚蛔远缘硕七学位论文一
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压巍作者签名:匆土蜴土孕兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:加髫年盟原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所日期:沁琍年多月本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。日期:口了年/月取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段『矿月/,日名名签签者师作导,
,以石油钻杆为例,我国石油产业正进入高速发展时期,石油钻井行业对钻杆的需求量越来越大。石油钻井时,钻杆是一根一根地用内外锥管螺纹度联接在一起的。由于钻井时钻杆受力大,温度高,加之高压沉浆的冲刷摩擦,钻杆台肩和螺纹牙型很容易变形、磨损和局部损坏,从而造成整根钻杆报废。目前,我国石油钻井钻杆大部分是从国外进口的,价格昂贵。为了节省外汇,降低成本,油田钻井公司管子站的螺纹加工主要是针对管子两端己有的内外螺纹进行修复。螺纹的加工质量、效率和损坏的螺纹牙型修复,是石油行业中涉及面较广的一类机械加工问题。不同加工场合有不同的加工条件和特点。在钢管制造厂和管子加工厂,加工的毛坯是两端无螺纹的长钢管:在油田钻井公司的管子站,·加工的毛坯是两端己有螺纹的钢管;而在各类石油机械厂,大多数情况则是加工较短工件上的管螺纹。无论在哪种加工条件下,人们总是希望在达到螺纹质量要对多数原来损坏较轻的螺纹来说,人们总是希望数控车床能够像手工操纵过程那样,使刀具对准原已有的螺纹槽后,能够沿其原螺纹槽进行修复车削,这样既提高了加工效率又节省了管材和刀具。然而目前的国产数控车床不具备这种螺纹修复功能,其修复加工过程只能是先将原来的螺纹部分车掉后再车削出新的螺纹。这种加工方法使石油钻杆在长度上产生极大的浪费。实际加工中,车掉部分管材的价值往往比利用这种加工方法的加工费用还要高。一般石油钻杆长约以上,修复前都有较大的变形,加工修复时安装找正很不方便,一般在车床上用四爪卡盘装夹,由人工进行找正。在主轴卡盘中伸出的长度不易精确控制,因此不能做到轴向定位,传统的数控加工也不能解决这个问题。另一方面,在数控车床上车削螺纹时,车床主轴上必须安装有光电编码器,以光电编码器的零位信