论文部分内容阅读
随着石油、核电、工程机械等行业的迅猛发展,对诸如油田抽油机的抽油光杆、石油管道、核电高压高温合金管道、液压活塞杆等大型的管件类、轴类零件的加工精度和性能提出了更高的要求。外圆砂带磨削技术是一种高效、精密、经济的现代加工方法,非常适合加工大型管件类、轴类零件。但是,作为工件的大型管件或棒料的表面形状并不是规则的圆,这导致砂带磨头无法实时地跟随工件表面形状的变化,磨削时会导致在工件突起处和在工件凹处磨削力差别大,这样磨削出来的工件表面质量差,其性能无法满足实际的使用要求。为了提高磨削加工质量,须控制砂带磨头使其能够实时地跟随工件型面的变化以保证磨削力恒定。因此,开展外圆砂带磨床磨削力自适应控制技术的研究具有重要的意义。本文以四头组合外圆砂带磨床为研究对象,针对磨削过程中存在的磨削不均匀问题,深入分析了国内外相关研究现状,开展了砂带磨床恒力磨削控制技术的研究。主要研究内容如下:①砂带磨头机构是四头组合砂带磨床最为关键的部分,目前大都采用气动控制系统对其进行控制来保证磨削力恒定。然而气动系统存在气体压缩性大、工作压力小等缺点,使磨削加工精度受到很大的影响。因此本文设计了电液比例控制系统来控制磨头机构。②结合砂带磨床磨头磨削机构和电液比例控制系统,研究并建立了系统各个环节的数学模型,经过简化推导出了系统的总模型。③对砂带磨床恒力磨削控制系统的控制算法进行了深入的分析和研究,根据控制系统的特点设计了模糊自适应PID控制器,并进行了仿真分析。④根据砂带磨床控制功能的要求,进行了控制系统的硬件选型;并且利用LabVIEW及其Fuzzy Logic Toolkit、LabSQL、PID工具包最终实现了砂带磨床恒力磨削监控系统的软件设计。⑤在液压实验室现有条件下进行了初步的实验研究,对论文设计的液压系统和监控软件的可行性进行了验证。