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本论文课题是在基于石蜡速凝特性的层合速凝快速成型技术理论基础上,开发出能够应用于陶瓷零件快速成型领域的快速成型机数控系统,以满足陶瓷零件快成型的经济性、实用性要求。
本文对应用于陶瓷零件快速成型领域的快速原型技术的现状进行了分析,介绍了基于石蜡速凝特性的层合速凝快速成型技术的基本理论思想。研究分析了陶瓷零件快速机的整机机械系统,重点分析了铺料机械系统,对重要零部件进行了选取校核。运用PRO/E对铺料机械系统进行了虚拟装配,并对该系统进行了运动学仿真分析。
在比较分析几种开放式数控系统的基础上,结合陶瓷零件快速成型机的控制要求,提出“IPC+PMAC”的控制方案,配以交流伺服控制系统,搭建了陶瓷零件快速成型机的控制系统。对系统电气驱动部件如主轴变频器、交流伺服驱动器、交流伺服电机等进行了计算选取,设计完成了硬件系统连接图。
交流伺服系统的控制性能很大程度上影响了零件的加工精度,因此,本文建立了交流伺服控制系统的数学模型,在经典控制理论的基础上,运用Matlab/SIMULINK对进给交流伺服控制系统进行了PID仿真分析,得出了系统的响应曲线,并分析得出了系统的稳态误差。为了使系统得到更好的性能,利用PEWIN软件对系统进行了调试仿真。
本文搭建了陶瓷零件快速成型机的数控系统软件部分,采用模块化的设计思路,对程序的上载和下载,系统的PMAC插补模块,PMAC的PLC,和数据采集分别作了分析。
采用基于石蜡速凝特性的层合速凝快速成型技术的方法进行了制备陶瓷零件实验,从而对该技术进行了实验验证。
本论文对于新型陶瓷零件快速成型设备的研究开发以及推动陶瓷零件快速成型的产业化有着重要的意义和一定的实用价值。