高速加工运动性能预测方法研究

为了考察数控机床参数约束的运动性能对加工质量和效率的影响,提出一种高速数控加工运动性能预测方法。以进给速度为主要研究对象,利用柔性加减曲线控制方式,考虑机床参数制约、段间转接速度约束,建立多轴联动加工进给速度状态方程。通过综合后续状态约束条件,简化动态规划状态和决策变量的求解,得到进给速度、加速度曲线的预估,并获取进给速度与约束参数、轴速度和约束轴的辨识关系,通过试件切削加工实验验证了所提方法的可行性。     

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。     

动态性能约束多轴联动数控机床工作精度建模研究

高速铣削复杂轮廓常采用微小线段逼近轮廓曲线的加工方式来保障工件加工精度。由于数控机床各运动轴动态性能的制约,在实际切削时不稳定的进给速度导致产生轮廓误差。本文提出一种基于动态性能约束的数控机床工作精度检验的轮廓误差模型,以G代码转换成轴运动位移指令作为输入,采用段内S型加减速时间反算法,将计算出的最大速度作为各段运动速度,对段间加减速衔接处理,得到各运动轴速度指令,利用伺服系统传递函数模型求解出各运动轴的位移量,通过空间几何变换到刀具运动轨迹,重新拟合轮廓曲线得到轮廓误差。针对不同动态参数变化,仿真出轮廓误差与动态指标之间关系,实现对数控机床高速加工时动态指标引起的轮廓误差的考察。     

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。     

时变进给加工系统稳定性研究

根据切削过程程切削面积的实际变化情况，建立了与进量有关的加工系统的动力学模型，推导出定常进给加工系统和时变进给加工系统的传递函数，进而得到了加工系统的极阴切削宽度表达式。计算机模拟表明，时变进给加工方法可以有效地抑制加工中的振动。减振效果与时变进给参数有关。     

数控机床加工工艺参数优化及试验

该文旨在研究数控机床加工工艺参数的优化和实验。介绍了数控机床的基本结构和加工工艺流程，以及加工工艺参数的种类和影响因素，探讨了现有加工工艺参数优化方法，并提出了一种基于遗传算法的优化方法。在此基础上，设计了一组实验，通过对比不同优化方法的加工效果，验证了该方法的有效性。实验结果表明，基于遗传算法的优化方法可以显著提高加工效率和质量，对于优化数控机床加工工艺具有一定的实用价值。     

高速加工机理与关键技术的研究进展

综述了高速切削加工机理，介绍了高速加工关键技术：高速电主轴、直线进给直接驱动、高性能数控、高动态性能机床结构和高速切削刀具系统。为了保证高速加工的高精度与高速度，高速加工机床的主传动和进给传动取消了传统的机械传动机构，改用电力直接驱动；采用高性能CNC直接作样条插补，为机床进给轴加减速产生无冲击的位置理论值，提高轮廓加工精度；只有高动态性能的CNC与高动态性能的进给驱动系统的配合，才有可能获得高的表面质量。     

基于KPLS和BA的直线进给系统伺服参数优化

直线电机驱动的直线进给系统在数控机床领域应用广泛,然而其驱动性能由于自身的强耦合性和非线性等因素受到影响。为满足机床加工高速度和高精度的性能要求,提出一种基于核偏最小二乘(KPLS)和蝙蝠算法(BA)的伺服系统PID参数优化方法,保证系统输入输出模型准确度的前提下避免了使用仿真模拟的离线和低效等缺点。基于KPLS建立速度超调量和上升时间与PID参数之间的关系模型,采用蝙蝠算法优化伺服参数组合。实验结果表明,该方法能够有效优化伺服系统PID参数,在一定的速度超调量约束条件下可明显缩短上升时间,提高直线进给系统驱动性能。     

考虑摩擦和间隙影响的机床进给伺服系统建模与分析

进给伺服系统的性能对数控机床的跟踪及定位精度、加工质量等有着重要的作用。摩擦和间隙的非线性会导致系统的爬行、振荡等不稳定行为。针对闭环控制的直联式进给伺服系统，建立了考虑摩擦和间隙的综合力学模型和数学模型。研究了低速进给条件下摩擦和间隙非线性对工作台输出的影响，得出了工作台产生爬行现象的几种可能条件，并给出消除进给系统爬行现象的几种常见措施。所得结论为进给伺服系统的优化设计和性能预测提供了理论支持。     

数控机床滚珠丝杠的安装与调整研究

随着汽车、国防、航空、航天等工业技术高速发展,各种高性能合金材料的大量应用,对数控机床加工的高速化、高精度化要求越来越高。滚珠丝杠副作为数控机床的主要进给功能部件,安装及调整将直接影响到数控机床的性能指标。只有正确选用和合理安装滚珠丝杠副,才能确保机床在合理的温升范围内保持较高进给精度。     

直线电机进给系统机械系统动态特性的分析与研究

为了能有效提高直线电机进给系统机械系统在运行过程中所具有的精度,笔者对于直线电机进给系统机械系统动态特性进行了分析研究。在研究之后发现,直线电机进给系统机械系统在结构上面虽然十分简单,但是还是能够承担十分繁琐的动态特性。     

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.     

数控机床加工中切削用量对加工精度的影响分析

随着我国制造业的不断发展,数控机床被广泛应用在各种加工制造的企业中,对于数控机床的研究可以有效促进制造业的发展。本文就数控机床的切削用量对于机械零件的加工精度产生的影响进行了深入分析和研究,通过对其产生的误差进行分析,提出有效对策,旨在提升数控机床的加工水平。     

数控机床加工效率的影响因素及改进措施

在现代机械加工中,自动化在其中发挥着重要的作用,机械行业中对于数控机床加工的速度和精度的要求越来越高,在使用数控机床加工的过程中,相关人员对数控机床的认识也在逐渐加深.文章主要研究数控机床加工效率的影响因素以及改进措施.     

数控机床加工中刀具几何误差之研究

本文通过研究刀具几何误差,构建综合误差系统,为数控机床刀具工艺参数和刀位轨迹修改提供有力依据,从而提高数控机床零件加工的精度和表面质量。     

数控机床加工精度提高技术的进展及存在的问题

至今为止,数控机床技术及加工机械设施已经成为了我国现阶段机床生产环节中最为常用的技术手段.随着我国工业领域的不断发展,数控机床加工精度作为影响其所制造机械质量的重要因素,人们对于数控机床加工的精度要求愈发增加.这对于数控机床加工的发展既是机遇也是挑战,如何能够把握住其发展的机遇为我国未来的机械制造产业添砖加瓦,成为了制造研究者研究的重点问题.     

基于遗传算法辨识的进给伺服系统摩擦特性研究

因为直线进给伺服系统容易受到摩擦力的影响,对于以高速高精度直线电机为组成核心的进给系统,消除摩擦力的影响尤为重要。因此,本文以直线电机导轨的摩擦力为研究对象,基于能反映摩擦过程中动静态特性的LuGre摩擦模型,考虑了摩擦迟滞非线性因素的影响。以单轴直线电机进给系统为实验平台,通过LabVIEW构建摩擦力实验测试平台,经过与MATLAB交互的小波去噪算法的滤波后得到摩擦力数据。利用遗传算法的摩擦模型参数辨识方法有效地对模型参数进行了参数辨识。该方法得到的结果与通过实验得到的数据具有一致性,验证了方法的正确性与辨识结果的准确性。     

数控机床的对刀原理及在加工中的对刀技巧

随着科技发展,数控机床在工业等方面应用也越加广泛。数控机床作为一种能够处理编码程序的智能运转自动化机床,可以很好解决工业精密零件制作问题,特别是对于大批量、复杂零件制作,数控机床更加显示出其优越性。数控机床对刀操作是进行数控机床加工之前的重要程序,对刀情况会对数控机床产品质量和加工效率造成极大影响。文章针对数控机床对对刀原理进行分析,从实际操作加工角度介绍在数控加工过程中对刀技巧,帮助解决数控机床加工和产品质量问题。