运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统及方法与流程

本发明涉及航空航天领域，具体地，涉及一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统及方法。

背景技术：

1、铆接作为航天产品三大连接技术之一，其装配质量的优劣直接影响着整箭的精度和性能。随着生产任务的不断增加，在繁重而紧张的生产状态下，现有设备老化严重，行程不足，加工能力欠缺，质量一致性差，无法满足高密度研制生产现状。这就需要一种运载火箭贮箱桁条打孔设备控制方法和系统，满足高效率高精度打孔需求。

2、专利文献cn120175523a公开了一种火箭发动机及火箭，其中火箭发动机包括板式机架体、同轴式涡轮泵，板式机架体上设置有能与箭体对接的若干个推进剂入口；若干个推进剂入口集中设置在板式机架体的同侧轴向，且同轴式涡轮泵通过推进剂入口与板式机架体对接，通过螺栓并配合定位销轴固定。其中火箭包括上述火箭发动机。但该专利文献是为了提高板式机架体、同轴涡轮泵及推力室之间的定位精度和定位效率，方便进行装配、调整及检查，与本发明采用的技术手段不同。

3、本发明提供的一种运载火箭贮箱桁条打孔设备控制方法和系统用于运载火箭所有舱体“t”、“l”、“z”型桁条、大梁、圆弧板的自动制孔，对目前不同厚度、长度的桁条、大梁、圆弧板进行有效的定位、装夹，以及自动制孔，极大地增大了设备工作行程，增强加工性能的鲁棒性，兼容不同厚度和长度构件的机加工，提升生产效率，提升制孔精度，具有很好的工程应用价值和科学研究价值。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统及方法。

2、根据本发明提供的一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，包括：

3、人机交互系统、nc控制系统和伺服驱动系统；

4、所述人机交互系统包括hmi、pcu、机床控制面板和手轮；

5、所述nc控制系统包括数控模块和端子转换器；

6、所述伺服驱动系统包括sinamics s120驱动；

7、所述pcu和机床控制面板通过工业以太网总线与数控模块连接；

8、所述手轮通过电气连线与端子转换器连接；

9、所述数控模块通过工业以太网总线与sinamics s120驱动连接；

10、使用hmi、机床控制面板或手轮下发指令，数控模块接收到指令后，经过工业以太网总线传递给sinamics s120驱动，使其驱动控制对应轴的电机按照pcu写入的指定程序运动，完成打孔操作。

11、优选的，所述pcu能够运行hmi软件，并提供操作面板、程序编辑和诊断界面。

12、优选的，所述机床控制面板提供物理按键操作，所述手轮用于手动微调控制。

13、优选的，所述nc控制系统还包括电源模块和远程i/o端子模块；

14、所述hmi、pcu和机床控制面板的信号通过工业以太网总线接入数控模块，手轮信号通过端子转换器接入数控模块，急停使能信号则通过远程i/o端子模块再接入数控模块；数控模块与伺服驱动系统相连，传达控制指令。

15、优选的，所述伺服驱动系统还包括滤波器、电抗器、主轴电机、x轴电机、y轴电机和z轴电机；

16、所述滤波器和电抗器通过电气连线为sinamics s120驱动供电；sinamics s120驱动通过profibus总线分别连接主轴电机、x轴电机、y轴电机和z轴电机，进行控制。

17、优选的，还包括：

18、气动夹具，用于完成工件的夹紧和松开操作；

19、排屑系统，用于清除加工过程中产生的金属废屑；

20、润滑系统，用于为系统提供润滑液。

21、优选的，机床控制面板下发指令，通过远程i/o端子模块由数控模块控制所述气动夹具、排屑系统和润滑系统。

22、优选的，通过机床控制面板下发指令，控制排屑系统执行正转、反转或停止操作。

23、根据本发明提供的一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制方法，包括：

24、步骤s1：通过人机交互系统中的hmi、机床控制面板或手轮下发打孔指令；

25、步骤s2：使nc控制系统中的数控模块接收所述打孔指令；

26、步骤s3：通过以太网总线将所述打孔指令传送至伺服驱动系统，使伺服驱动系统中的sinamics s120驱动控制对应轴的电机按照人机交互系统中的pcu写入的指定程序运动，完成打孔操作。

27、优选的，所述sinamics s120驱动通过profibus总线分别控制所述主轴电机、x轴电机、y轴电机和z轴电机。

28、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

29、1、本发明能够应用于运载火箭所有舱体“t”、“l”、“z”型桁条、大梁、圆弧板的自动制孔，对目前不同厚度、长度的桁条、大梁、圆弧板进行有效的定位、装夹，以及自动制孔，改善以往设备的行程不足、加工能力欠缺、质量一致性差的问题，提升了生产效率，提升了制孔精度，具有很好的工程应用价值和科学研究价值。

30、2、本发明通过人机交互系统中的hmi、机床控制面板或手轮下发指令，nc控制系统中的数控模块接收控制信号，经过工业以太网总线传递给伺服驱动系统后，伺服驱动系统中的sinamics s120驱动控制对应轴的电机按照人机交互系统中的pcu写入的指定程序运动，完成打孔操作，各系统分工明确，具备较好的实用性。

31、3、本发明还提供了排屑系统和润滑系统，排屑系统能够自动、高效地清除加工过程中产生的金属废屑，而润滑系统能够为系统提供润滑液以减少摩擦，降低磨损，这大大提高了工作效率。

1.一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，所述pcu（102）能够运行hmi（101）软件，并提供操作面板、程序编辑和诊断界面。

3.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，所述机床控制面板（103）提供物理按键操作，所述手轮（104）用于手动微调控制。

4.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，所述nc控制系统（2）还包括电源模块（201）和远程i/o端子模块（204）；

5.根据权利要求4所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，所述伺服驱动系统（3）还包括滤波器（301）、电抗器（302）、主轴电机（304）、x轴电机（305）、y轴电机（306）和z轴电机（307）；

6.根据权利要求1所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，机床控制面板（103）下发指令，通过远程i/o端子模块（204）由数控模块（202）控制所述气动夹具、排屑系统和润滑系统。

8.根据权利要求7所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，通过机床控制面板（103）下发指令，控制排屑系统执行正转、反转或停止操作。

9.一种运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制方法，基于权利要求1-8任一项所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制系统，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的运载火箭贮箱桁条打孔设备的控制方法，其特征在于，所述sinamics s120驱动（303）通过profibus总线分别控制所述主轴电机（304）、x轴电机（305）、y轴电机（306）和z轴电机（307）。