船用螺旋桨叶片砂带磨抛在机检测系统研究

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1、船用螺旋桨叶片砂带磨抛在机检测系统研究重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：周丽琪指导教师：黄云教授兼职导师：杨俊峰高工学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月ResearchonMachineDetectionSystemforMarinePropellerBladeGrindingandPolishingAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByZhou

2、LiqiSupervisedbyProf.HuangYunPluralisticSupervisedbySen.Eng.YangJunfengSpecialty:ME(MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要螺旋桨是船舶动力机械的关键部件，船舶推进的效率、振动和噪声等与螺旋桨的制造精度和叶片的表面质量有很大的关系。提高螺旋桨叶片的加工精度和表面质量能

3、提高螺旋桨的推进效率、减少空泡的产生，且对于螺旋桨寿命的提高也有至关重要的作用。螺旋桨叶片是由复杂空间曲线组成的工件，其型面属于大型复杂曲面。螺旋[4]桨的直径较大（可达数米），且重量能达到几顿或者几十吨，是一种典型的大尺寸、难加工零件。螺旋桨叶面粗加工采用多轴数控机床完成，而精加工仍采用手工打磨、反复抛光的方法，这样不仅效率低，还不能保证螺旋桨表面加工质量。砂带磨削是一种兼有磨削、研磨和抛光等多种作用的复合加工工艺，能在去除螺旋桨多余余量的同时获得良好的表面质量。同时，为了保证螺旋桨的加工精度，在螺旋桨加工过程需要对其进行检测，传统的离线测

4、量不仅效率低，还会产生二次装夹的误差。针对以上问题，本文开展了螺旋桨的在机检测装置的研究，主要工作如下：①分析螺旋桨加工检测需求，给出螺旋桨在机检测装置的总体方案、检测机构选择和结构设计，选用西门子840D系统为控制核心，构建螺旋桨在机检测装置控制系统的硬件平台。②对螺旋桨曲面测量轨迹规划进行研究，包括截面线的确定、测量采样点分布策略和测量路径的优化等三方面内容，并对测头半径的补偿方法进行讨论。③研究控制系统人机界面的开发方法，结合控制系统需求，规划控制系统功能模块。利用西门子提供的HMI-Environment环境下应用VB、VC分别完成人

5、机界面的设计和语言动态链接库的创建，并将开发的界面嵌入西门子840D中，最后完成HMI与NCK/PLC通讯。④在机床上验证系统运行界面，并验证螺旋桨叶片在机检测控制系统的可行性。关键词：船用螺旋桨叶片，控制系统，曲面测量，人机界面二次开发I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTASakeycomponentofmarinepowermachinery,propeller'smanufacturingprecisionandsurfacequalityisdirectlyrelatedtomarinepropulsionefficienc

6、y,vibrationandnoise.Improvepropellermachiningaccuracyhasavitalroleforimprovingtheefficiencyofthepropeller,andreducecavitation,andtoimprovethelifeofthepropeller,reducingcavitationandimprovingthelifeofthepropeller.Propellerisalargecomplexsurfacewhichcanbeuptoseveralmetersindi

7、ameterandweighseveralordozensoftons.itisatypicalpartwhichhaslargesizesanddifficulttomachining.Themulti-axisCNCmachinetoolsisusedtoprocessthepropellerbladesinroughmachining,buttheprocessingofpolishingbyfitterisstillusedinfinishmachining,whichhasalowefficiencyandcan'tguarante

8、ethemachiningqualityofpropellersurface.Beltgrindingisakindofcompositeprocessingtec