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随着经济文化发展水平的提高,石材在建筑行业中的需求急剧增加。虽然装饰石材市场庞大,但由于我国石材加工行业起步晚,仍然存在着加工效率低,智能化水平低,产品质量差,劳动强度大,环境污染严重等问题,依然无法满足消费者对石材的品质需求。在科技创新带动产业升级的背景下,用技术创新解决石材加工中的问题是我们谋求跨越式发展的途径。华中科技大学作为国家先进制造的探索者与实践者,用自身的智慧与技术提高国家先进制造能力,是华中人的责任与使命。本文在华中数控系统的基础上,设计了回转石材多工位联合加工机床,开发了恒力矩跟随磨削的机床专用数控系统,主要的工作如下: 首先,分析了国内外石材加工机械的发展状况,提出了多工位联合加工的机械结构。基于华中8型数控系统,设计了专用数控系统的硬件配置和软件控制方案。 其次,分析了石材加工过程中磨削力矩波动的原因,针对减小磨削力矩波动范围,提出三种恒力矩跟随磨削运动控制策略。首先利用华中8型数控系统伺服调整工具采集磨削电机的电流值并进行卡尔曼滤波处理。然后提出基于PLC的恒力矩磨削运动控制,G代码路径规划与多次刀具补偿运动控制,以及G代码路径规划与水平坐标值实时补偿运动控制。 最后,研究了多工位加工机床的整体控制流程,设计了专用加工机床的人机界面。在搭建的实验平台上对恒力矩跟随磨削运动控制进行实验,分析了影响磨削质量的运动参数。