文档介绍：西华大学
硕士学位论文
微磨料水射流精密加工数控系统的研究
姓名:聂光伟
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:雷玉勇
20100501
摘要微磨料水射流琈技术是在传统磨料水射流技术的基础上,发展起来的一种全新的微加工技术。具有无热影响区、切口质量好、无污染、能量集中等优点,特别适于有许多小几何形状的模具制造及表面加工,逐渐成为硬脆材料精密微细加工的重要基础技术。但随着现代制造业的快速发展,传统水射流机床数控系统兼容性差、功能不易扩展、人机界面不灵活等缺点日益显现。本文对微磨料水射流精密加工的相关技术进行了理论研究。详细分析了微磨料水射流精密加工数控系统的基本结构。为克服传统水射流加工数控系统的固有缺陷,结合现代数控系统的发展方向,本文提出基于“”的主从分布式双微处理器的微磨料水射流精密加工数控系统硬件体系控制方案,构建了一套开放式运动控制系统。系统以;。琍嘀嵩硕刂破魑:诵模捎肐机的总线与通讯,形成该系统的控制中心。系统选用松下伺服电机及配套驱动构成半闭环的伺服驱动系统,接收控制中心的控制信号驱动数控执行机构,实现了系统的四轴联动控制。本文通过对数控水射流加工机床软件系统框架的分析,运用软件工程的思想,完成数控系统软件功能模块的规划。并选择在实时性较强的僮飨低成匣.?榛谋喑碳际酰迪至薎与之间的通讯功能模块和系统管理软件中各功能模块的设计与开发。利用自带的通信驱动程序实现了隤淇焖佟⑽榷ǖ耐ㄐ牛佣迪至硕杂布氖凳辈僮鳌M痹谙统管理软件的仿真模块中分析设计了等弧长分割的轨迹仿真算法。该方法对圆弧进行拟合,算法简单,容易实现。可以根据需求来划分等分点,提高了运算效率。在完成数控系统的整体设计后,通过对系统控制参数进行合理的调试和设置来获得了满意的系统性能。在设计制作的四轴水射流数控机床模型上,对简单零件虢了系统整体仿真运行测试实验。实验结果表明所开发的数控系统具有良好的实时性和开放性,基本满足微磨料水射流精密加工数控系统的要求。关键词:微磨料水射流;数控系统;;.西华大学硕士学位论文
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。.爿:8咚俚鄙渎图樱甀:绪论引言力较强的水射流加工技术,磨料水射流切割技术就是在这种情况下发展起来的,由于磨高压水射流技术是近年来发展起来的一门新技术【,作为表面处理、清洗、切割、破碎工具,水射流具有其独特的优点。随着大型化、智能化、模块化、专用化的高压水射流装备的迅速发展,其应用日趋广泛。目前在航空航天、机械制造、汽车、采矿业、兵器工业、铸造业、电力电子、建筑业等部门得到了比较广泛的应用。近年来随着高科技的迅速发展,激光束、电子束、等离子体和水射流技术都成为新型的加工技术,但激光束、电子束、等离子体属于熟加工范畴,而水射流技术是唯一一种冷加工技术,与其他加工方法相比,具有无热影响区、加工力小、加工精度高、加工范围广和可加工复杂形状等优点,所以它的发展为难加工材料的加工提供了切实可行的手段,特别是在加工陶瓷和玻璃等脆性材料及复合材料、半导体材料方面显示出巨大的潜力。图所示为高速水射流切割加工。水滴石穿体现了柔软的水本身潜在的威力,高压水射流技术就是利用这种原理,以达到去除材料的目的。水射流技术最初应用于采矿业,世纪年代水射流技术被应用到采煤,到二十世纪年代,高压水射流切割的可能性才起源于苏联,然而,第一项切割技术专利却在美国产生,,该装置的压力可以达到昝拦造出了世界上第一台高压力纯水射流切割机,并广泛应用于家具制造业,由于纯水射流技术的切割能力较差,它仅仅适用于切割布匹、塑料、橡胶、木材等软质材料。要用它来切割金属、岩石、玻璃等硬质材料时,则需要较高的压力,约为达到如此高的压力是比较困难的。为了能够实现切割硬质材料,人们又开始研究切割能料射流系统简单、成本低廉,切割效率是相同条件下的高压水射流的一倍,因此,磨料水射流切割技术迅速在清沈、表面处理、切割和破碎岩石业中得到了广泛的应用。西华大学硕士学位论文。。‘
磨料水射流加工技术随着制造技术的不断发展,对零部件的尺寸精度和表面质量的要求越来越高,对于一些小型、微型零件,如仪器仪表、医疗器械、半导体器件、微通道以及难/牧系加工和处理都很难用磨料水射流技术或传统加工的方法来实现。因此,微磨料水射流精密加工技术应运而生。磨料水射流加工技术是最近几十年发展起来的一种特种加工技术庀罴际跏窃纯水射流加工技术的基础上逐步发展起来的。美国于年设计制造出磨料水射流切割机床,从此以后磨料水射流加工技术便得到迅速发展。