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用于固体火箭推进剂模拟整形的远程监控CNC系统

王慧  
【摘要】:固体火箭推进剂浇注固化成型后,要对其端面及型腔面进行修整,业内称之为“整形”。与金属切削理论不同,对于固体推进剂的切削,目前还缺乏系统的理论和试验研究,而且相关的报导也很少。在国内,推进剂整形过程中切削用量的选择一般依经验而定,缺少科学依据。这种方法对于高燃速和高能药的整形,存在一定的盲目性和危险性。 因此,在对固体火箭推进剂整形之前,急需一种模拟整形系统,通过对推进剂的模拟整形,准确地表征推进剂整形过程中产生危险的影响因素,得出推进剂整形过程的安全切削用量范围,以便安全有效地指导固体推进剂的整形作业,避免国家财产损失和人员伤亡。 本论文主要对推进剂模拟整形装备中的远程监控CNC系统进行了研究。 首先,对开放式数控系统的优点、性能做了介绍,确定了本课题开发的数控系统为“PC+PMAC”开放式体系结构。设计了CNC系统的硬件原理图。从满足推进剂模拟整形系统的控制性能出发,对位置控制和伺服系统性能进行了详细的分析和研究,运用PID前馈法对进给伺服单元的静动态性能进行了调节。 其次,借助PMAC运动控制卡强大的软件功能对PMAC运动程序进行了二次开发。对PMAC卡进行跳线设置,使其能与系统正常通讯。利用PMAC控制器提供的PID执行程序在线调整、优化了系统的动态特性。 在UG NX5环境下,对拟模拟整形的工件的数控编程进行了设计。 最后,根据远程监控数控系统的要求,利用世纪星组态软件进行了远程监控界面的开发。阐述基于世纪星的固体火箭发动机推进剂模拟整形监控系统组态的方法和步骤。在分析了系统功能要求的基础上进行上位机的组态开发和功能实现。 其研究成果对提升我国固体火箭推进剂装药的自动化水平亦有着重要的意义。


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