基于NNFFC的数控机床进给驱动系统动态性能优化

考虑机械传动环节结构柔性对进给驱动系统整体动态性能的影响,首先构建滚珠丝杠进给系统状态空间模型,在此基础上,基于数字化模块仿真,进一步实现与伺服控制系统的集成建模,并通过实验对集成模型进行了验证。在此基础上,鉴于级联控制及其动态特性非线性特征下伺服控制参数最优值并不固定,通过控制参数值优化选取对进给驱动整体动态性能进行优化具有一定的局限性,提出神经网络自适应电流与速度前馈控制设计策略(NNFFC),基于控制参数时变最优参数组合自适应调节与电流速度前馈,对滚珠丝杠进给驱动动态响应性能进行优化,优化后整体进给驱动系统跟随误差由0.252 6降为0.111 5,干扰峰值由0.019降为0.007 0,上升时间由原来的0.128 3 s减少为0.107 5 s。     

基于Kriging元模型的机床进给驱动系统动态特性优化

提出一种基于改进Kriging元模型的机床进给系统动态特性优化方法.在推导滚珠丝杠副动力学模型,建立准确进给驱动多柔体模型的基础上,在实际装配边界条件下,以立柱为设计对象,以刀具位置中心点的振动加速度最大偏离比为动态特性直观评价指标,采用可信参数更新元模型对进给系统的动态特性进行优化,在不增加质量的前提下,刀具位置中心点的进给向振动加速度最大偏离比降低了8.7％,从而最终实现立柱结构改进、伺服电动机至刀具端的进给系统的动态特性改善.     

滚珠丝杠进给系统动态特性集中质量建模与仿真

为了研究高速滚珠丝杠进给系统的动态特性,提出一种改进的集中质量建模方法,该方法考虑了滚珠丝杠进给系统基座的质量、柔性及进给系统部件间反向间隙对系统动态特性的影响,并完善了滚珠丝杠进给系统集中质量模型等效参数的计算方法。以MAG某加工中心X轴滚珠丝杠进给系统为实验对象,对该集中质量模型建模方法进行实验验证,仿真结果与实测结果具有相同数量的特征频率,且特征频率的误差在5%以内。滚珠丝杠进给系统的仿真分析表明,螺母位置改变引起的进给系统固有频率变化将影响伺服系统的稳定性,滚珠丝杠进给系统中的反向间隙会激励部件产生高频振动,给进给系统带来不利影响。     

立式加工中心滚珠丝杠优化设计

滚珠丝杠是立式加工中心进给系统的关键传动部件,它的精度与性能直接影响立式加工中心的性能。由于滚珠丝杠在外力的作用下容易产生变形、振动等特点,以立式加工中心的滚珠丝杠为研究对象,应用有限元软件对滚珠丝杠进行模态分析,为结构优化提供依据。     

考虑摩擦和间隙的柔性滚珠丝杠进给系统建模与分析

为了研究高速滚珠丝杠进给伺服系统的动态特性,提出了一种建立进给系统机械子系统振动模型的混合建模方法,采用带有轴向和扭转自由度的欧拉-伯努利梁单元描述丝杠的轴向、扭转和弯曲振动,采用集中参数方法描述交流伺服驱动子系统和进给系统的其余部件,建立了包含摩擦、间隙非线性因素及外切削力干扰的柔性进给系统模型。实验证明了混合模型能够较准确反映机械系统的振动特性。在此基础上,数值仿真分析表明,低速运动中摩擦和间隙非线性会导致进给系统产生较大的速度波动,在高速运动中机械系统的轴向和扭转振动会导致进给系统不稳定。     

基于PSO有限元优化直接进给轴伺服动态特性

优化直线电机驱动的直接进给轴伺服动态特性,对提高进给轴的抗干扰性能和加工产品的精度具有重要作用。基于有限元仿真建模的直接进给轴伺服动态特性研究,应用动刚度频谱图来作为伺服动态特性的评价指标,判断直接进给轴共振点所在频段。应用脉冲激励测试进给轴动刚度的方法,依据测量方法确定了直接进给轴的动刚度频谱图,分析了进给轴在不同有限元优化的伺服参数下对动刚度频谱图的影响。通过有限元优化方法和实验相结合,构建了基于有限元优化的伺服参数下直接进给轴动刚度仿真模型。     

滚珠丝杆伺服进给系统的联合仿真与试验

由于机床机械系统的复杂性,设计传统机电控制系统时,同时调试机械部分和控制部分比较困难。针对这种情况,以滚珠丝杠为研究对象,通过SolidWorks建立其三维模型,并导入ADAMS中进行多体动力学仿真,运用MATLAB/Simulink建立永磁同步电机的SVPWM控制模型,利用ADAMS/Control提供的接口模块与Simulink建立的控制模型有机结合,完成对滚珠丝杠系统的联合仿真。通过单轴高速滚珠丝杠实验台,进行了2组不同加速度工况的仿真和实验验证,实现了滚柱丝杠的高速运动,且运动误差小。     

试分析汽车电子机械制动执行机构的设计

文章对电子机械制动系统的构成进行分析,并对该系统执行机构的设计方法加以阐述,主要包括减速器、滚珠丝、直流驱动电机、滑动丝杠等内容,最后通过开展仿真实验分析的方式,提出制动系统执行机构性能的优化方法。仿真实验结果表明,通过对气压制动模型模型进行优化后,制动阀弹簧强度与排气间隙的性能得到极大增强,系统执行机构运行更加稳定,其他条件也得到改善。     

数控机床进给机构智能设计优化系统

针对制造业智能化对数控机床加工精度的需求问题,构造了一种数控机床进给机构智能设计优化系统。该系统由需求分析模块、常规设计模块、智能优化模块以及设计资源中心所组成,在数控机床进给机构设计过程中能实现知识集成、数据交换与模型共享。该系统面向数控机床进给机构动静态性能要求,分别进行参数化建模、有限元仿真和热-力耦合分析,为进给机构的优化设计提供理论依据。该系统在数控机床进给机构常规设计的基础上,采用灵敏度分析法、BP神经网络和遗传算法对进给机构进行结构多目标优化,从而提高系统的智能设计水平。采用所构造的系统对一种精密龙门数控机床的Y轴进给机构进行智能设计优化,优化后进给机构的动静态性能得到提高,对比进给机构的优化结果与实验值,结果表明该智能设计优化系统是合理可行的。     

基于结合部动力学特性的立柱-主轴系统动力学模型研究

针对某卧式加工中心动力学特性分析的需要,论述了主要影响其动力学特性的立柱-主轴系统中导轨结合部、螺栓结合部、滚珠丝杠结合部以及轴承4类结合面分布情况,提出各类结合部动力学参数提取方法与有限元建模方法.通过试验测试与有限元分析相结合的手段识别导轨结合部刚度与阻尼,利用赫兹接触理论计算出滚珠丝杠接触刚度.在此基础上,建立了某卧式加工中心立柱-主轴系统有限元分析模型,通过测试立柱-主轴系统轴端频率响应函数验证了该有限元分析模型的准确性,并分析得出了该立柱-主轴系统导轨结合部对系统动态性能的影响情况.     

料仓进料方式对螺旋输送机出料量影响

为研究料仓进料方式对单螺旋加料机性能的影响,基于螺旋输送理论,采用EDEM离散元仿真软件,建立了具有分料装置的螺旋加料机模型,以5.5 mm直径大豆颗粒分别在60,120 r/min下进行了螺旋加料过程数值仿真试验,计算得到了2种进料方式在2种速度下螺旋输送机的能耗,比较了两者出料量的区别,并进行了颗粒群运动形态轨迹分析.数值分析得到:动态进料方式输送时,机构初始能耗低且能耗增加缓慢,单圈出料量相对于理论出料量波动范围小且平均出料量数值和理论数值接近,颗粒运动形态较单一且颗粒之间的相对作用较少.静态进料方式输送时,料仓中物料堆积较多,机构初始能耗大,颗粒相互作用频繁使得颗粒运动形态复杂.该研究为螺旋加料机的进料方式提供了理论和数值仿真依据.     

4-SPRR-SPR并联机构运动性能评价与尺寸优化

以一种空间五自由度4-SPRR-SPR并联机构为研究对象,结合实际应用工况对其进行运动性能评价与尺寸优化。建立并联机构的运动性能评价指标——运动/力传递性能,基于螺旋理论求解机构的输入螺旋、输出螺旋和传递力螺旋,并将其从局部坐标系进行坐标统一,通过增广矩阵法,得到机构的单位输出运动螺旋。将该并联机构作为搅拌摩擦焊机器人的主进给机构,并以焊接汽车铝合金轮毂为例,以优质工作空间(GTW)、全域传递指标(GTI)作为优化目标,基于遗传算法求解并联机构的尺寸最优值,绘制LTI性能图谱。研究结果表明,优化后的机构不仅其优质工作空间GTW明显增大,出现0.9的区域,而且全域传递指标GTI也得到相应的提高。     

规模化畜禽养殖场数字农业规划方案综合评价

畜禽养殖场数字化赋能是我国数字农业建设试点项目重点支持的内容,其规划方案科学决策是一个多指标综合评价问题.根据规模化畜禽养殖场数字农业规划内涵,从设备、经济、社会及生态方面建立包含4个一级指标、18个二级指标的综合评价指标体系,并基于组合赋权-TOPSIS法构建综合评价模型,对某规模化猪场数字农业规划3套备选方案进行综...     

双丝杠与直线导轨结合部静刚度分析

基于弹性力学赫兹接触理论,对主轴箱在z轴不同位置时双滚珠丝杠副轴向刚度、角接触球轴承轴向刚度和直线导轨副线刚度进行分析,建立了静刚度模型。基于此模型,结合有限元仿真,得出永磁直线同步电动机法向力对机床刀具点的变形。仿真结果与实验结果对比表明,两者吻合很好,验证了静刚度模型的有效性。     

基于AHP的热态除鳞系统往复式柱塞泵装置性能模糊评价方法

介绍了典型高压水热态除鳞系统的构成及工作原理,以除鳞系统核心装备的往复式柱塞泵装置在系统中的综合运行性能为研究对象,从装置的节能、可靠性和安全性3方面出发,以评价往复式柱塞泵装置综合运行表现力为目标,构建了完整的评价指标体系,以层次分析法(AHP)和模糊评价为核心,建立了评价指标体系评价要素权重分析方法,开展了评价指标体系评价要素实测物理参数模糊隶属度分析方法研究,在此基础上构造了基于AHP的高压水热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行性能模糊评价数学模型,形成了判定热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行力的评价方法,并通过实例分析了高压水热态除鳞系统往复式柱塞泵装置综合运行表现力评价指标体系评价要素的权重,以及评价要素实测物理参数模糊隶属度,对往复式柱塞泵装置综合运行表现力结果进行了分析,验证了该评价方法的可行性.