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基于西门子802S/C平台具有滚齿功能复合加工机床的研究

周毅钧  
【摘要】:利用多轴数控机床实现复合加工是目前国际上流行的加工工艺之一,属先进制 造技术的一种。复合加工就是把几种不同的加工工艺集中在一台机床上实现。经机 床行业协会预测,数控多功能复合机床是二十一世纪机床行业的发展趋势之一,并 且市场需求逐年递增,具有极为广阔的市场前景。数控机床在机械制造中的应用越 来越广泛,地位越来越重要,但一般数控机床功能单一,满足不了数控多功能机床 的要求。数控多功能复合机床国际上发达国家虽已有报导,但其价格昂贵,难以适 应国内中小用户的要求。在激烈的市场竞争中,从事机械加工的中小企业迫切需要 成本低、效率高、加工精度高、质量稳定的新型设备来武装自己。因此,研究开发 一种中小型经济型多功能数控机床,具有重要意义。 本文讨论了以兰州理工大学“齿轮加工机床CNC系统”专有技术为基础,利用 兰州理工大学自行研制的脉冲伺服控制板,其中包括“电子齿轮传动”、“电子差动 传动”、“函数分频”、“同步锁相”等功能模块,在西门子802S/C平台上扩展第四轴 功能,实现数控滚齿加工和其他具有第四轴功能的复合加工,扩大该系统的适用范 围。 分析了国内外数控系统及齿轮加工技术的现状和发展趋势。基于圆柱齿轮的基 本原理,渐开线的形成原理,斜齿轮齿廓曲面的形成原理,分析齿轮滚齿加工成形 运动及其特点,论述运用“电子分齿传动”、“电子差动合成”等技术进行控制的方 法。 在西门子802S/C平台上构造了具有滚齿功能复合加工机床的总体方案;说明 了机床的基本结构、配置及控制原理;解决西门子系统与功能扩展模块的接口:设 计了基于西门子802S/C平台的数控滚齿多功能复合加工机床系统的软、硬件结构 和工作原理,介绍通过系统配置使该系统可以实现对直齿、斜齿齿轮等的加工控制; 设计如何以自由协议实现计算机802S/C的通讯和PLC程序传输方法。


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