论文摘要：车焊一体化数控机床控制系统研究

针对飞机发动机上钛合金薄壁筒零体的加工，我国目前采用的加工工序为先完成车加工，再卸卡然后进行焊接加工。经过这一加工过程，零件误差难以满足加工精度的要求。目前的加工工艺过程中，卸卡过程是导致装配精度很难满足要求的关键因素，引起了零件焊接后易产生气孔、咬边、焊缝外观差等缺陷，最终影响了发动机的性能。针对这一薄壁筒体的生产过程，提出将车加工和焊接两道工艺集合在同一个专用的设备上完成，整套加工过程由计算机控制，这就是车焊一体化技术。这一技术的采用，达到了简化制造工序，提高焊接效率，保证焊接质量，延长零件的使用寿命的目的。对车焊一体化数控机床的控制系统进行了设计，选用北京航空航天大学研制的CH2010/S型开放式数控系统作为车焊一体化数控机床的控制系统。选用了相应的交流电机和光电编码器分别作为伺服系统的执行元件和反馈元件，设计了控制系统的电气电路，最终完成了车焊一体化数控机床的制作，实现了车焊一体化的加工工艺。通过对机床机电传动部分进行理论和实验上的建模，得出机电传动部分的传递函数，通过理论推导，得出了焊接机械手的运动方程。还对交流电机矢量控制算法、伺服系统的位置控制和轨迹控制的插补进行了研究。对车焊一体化数控机床进行精度测试，并对测试结果进行了数据分析，得出了机床各个轴的定位精度、重复定位精度和反向间隙。车焊一体化技术对于推动我国航空制造业，特别是装备制造业的进一步发展具有重要的意义。