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.     

实心与空心高速滚珠丝杠的热态仿真分析

本文针对高速机床滚珠丝杠的摩擦发热导致丝杠产生热变形误差的问题,采用丝杠和螺母中空冷却的方法抑制温升,提高滚珠丝杠的传动精度。在不同的转速和冷却流量条件下,通过对实心滚珠丝杠与空心滚珠丝杠的对比仿真,为高速空心滚珠丝杠的设计和热变形误差补偿提供参考。     

一体化数控机床结构设计及研发模式研究

课题组以铣钻攻一体化机床为分析对象,介绍其结构组成,重点阐述滚珠丝杠、主轴、电动机、夹具等关键组件的设计要点,归纳部分性能参数的数学计算方法。在结构设计的基础上,进一步论述了此类机床的研发模式,着重探讨利用ANSYS软件实施建模、应力分析以及动静态特性仿真分析的方法。通过软件仿真,定位初期设计方案的缺陷,并提出结构优化的方法。     

机床滚珠丝杠的精度研究

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠副作为机床的主要进给功能部件,加工、安装及调整将直接影响到机床的性能指标。只有正确选用和合理安装滚珠丝杠,才能确保机床在合理的温升范围内保持较高进给精度。     

机床滚珠丝杠的精度研究

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠副作为机床的主要进给功能部件,加工、安装及调整将直接影响到机床的性能指标。只有正确选用和合理安装滚珠丝杠,才能确保机床在合理的温升范围内保持较高进给精度。     

基于综合指标的机床滚珠丝杠进给系统动态性能优化

建立了滚珠丝杠进给系统理论动力学模型并对其响应传函特性进行分析,构建了基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型,提出了基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法,构建面向综合指标评价的可扩缩式动态性能指标评价函数,根据动态性能优化要求实时建立动态性能综合评价指标函数,通过运动路径规划定义,借助遗传优化算法,实现面向可扩缩式综合指标评价的滚珠丝杠进给驱动系统动态性能优化。通过实验测试与实例分析,验证了前述滚珠丝杠进给系统理论动力学建模、基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型、基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法的正确性。     

基于珩磨机主轴往复液压控制系统的特殊伺服阀设计

介绍了在研磨加工领域,主轴往复液压控制系统中的伺服阀,重点介绍该系统中特殊伺服阀的设计和计算。设计的伺服阀的阀芯驱动方式与用比例电磁铁驱动的传统伺服阀不同,该阀芯用伺服电机加滚珠丝杠的方式驱动,可以精准控制阀芯,也可以克服液动力对阀芯位移的影响。     

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。     

机床滚珠丝杠的安装与调整

数控机床是机械制造工业的重要技术装备.而滚珠丝杠副是数控机床上的重要精密部件,为主机的高效高速化提供了保障.机床滚珠丝杠在安装与调试时,要重视安装技术要求和安装方法,同时要做好滚珠丝杠副的润滑与防尘.     

滚珠丝杠热分析

滚珠丝杠式馈能减振器设计的核心部件是滚珠丝杠,汽车在不平路面颠簸的过程中,滚珠丝杠会不断的上下移动,而滚珠丝杠丝杠又将这种上下移动转化为旋转运动,而滚珠丝杠选转过程中会有大量的热产生,会影响滚珠丝杠的性能,因此分析滚珠丝杠的热分布具有重要的意义,本文就是利用ANSYS软件模拟分析滚珠丝杠的热分布,进一步分析滚珠丝杠设计的实用性。     

DK7725L-Ⅲ型数控电火花线切割机床

该机床应标工作台采用精密直线滚动导轨和滚珠线杠．性能稳定．重复精度高．可按设定速度8倍快速移动，工作会移动数值为数显式．滚珠丝杠与步进电机直接联动．减少了齿隙误差．卷丝机构为滚动导轨结构．丝速可无级调节。电机结合柜张力装置．保证高低速运行但张力．减少振动。主要技本半数：机床外形尺寸（长X宽X高）1．6X1．2X1，8（术）工作台面尺寸（长X宽）630X320毫米工作台面行程（Y一X）400X250毫米加件最大质量160千克最大加工工件厚度200毫米斜度加工角度上五5“／so毫米最大生产率120平方毫米／分加工面粗糙度Ra＜1．25微末…     

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。     

采茶机械手结构设计及运动控制研究

为了解决名优茶采摘难的问题。通过分析名优茶采摘现状,确定了机械手总体结构设计与研究目标。研究了机械手结构并对其进行优化分析。结果表明,运动控制采用计算机控制伺服电机驱动滚珠丝杠结构,实现了数据的同步与机械手的精确定位。茶叶的机械化采摘是未来的发展方向,该研究成果具有广阔的应用前景。     

升降机的工作原理--以数控卧式镗铣床刀库机械手为例

机械手升降机通过液动机带动滚珠丝杠转动,带动手架运动,再由减速和离合器吸合丝杠制动,使手架准确停在换刀位置,良好的结构设计能够实现刀库中刀具的快速更换,提高机床的加工效率。随着数控机床的普及应用,机械加工的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备。     

五面加工混联机床概念设

提出一种五面加工的六轴混联机床的设计方案。以典型刀具和工件加工时的相对运动要求为输入,得到刀具和工件的位姿关系矩阵,用机床的串并联运动功能模型实现了刀具和工件的位姿关系。六轴混联方案中,主轴部件一侧采用可实现Z轴移动和A及B摆动轴进给的少自由度3-PRS并联机构,工作台一侧采用X-Y并联驱动和C轴数控转台的串联机构。安装在3-PRS并联机构动平台上的主轴部件通过倾斜布局、合理构件（组件）设计使刀具的摆动范围达到了±45°;并对3-PRS并联机构进行了运动、刚度和工作空间分析。分析了X-Y并联平台与X轴滑台和Y轴滑台之间4条导轨副的受力状态。     

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。     

升降机的工作原理——以数控卧式镗铣床刀库机械手为例

机械手升降机通过液动机带动滚珠丝杠转动,带动手架运动,再由减速和离合器吸合丝杠制动,使手架准确停在换刀位置,良好的结构设计能够实现刀库中刀具的快速更换,提高机床的加工效率。随着数控机床的普及应用,机械加工的自动化程度大大提高,数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备。     

五面加工混联机床概念设计

提出一种五面加工的六轴混联机床的设计方案.以典型刀具和工件加工时的相对运动要求为输入,得到刀具和工件的位姿关系矩阵,用机床的串并联运动功能模型实现了刀具和工件的位姿关系.六轴混联方案中,主轴部件一侧采用可实现Z轴移动和A及B摆动轴进给的少自由度3PRS并联机构,工作台一侧采用XY并联驱动和C轴数控转台的串联机构.安装在3PRS并联机构动平台上的主轴部件通过倾斜布局、合理构件(组件)设计使刀具的摆动范围达到了±45°;并对3PRS并联机构进行了运动、刚度和工作空间分析.分析了XY并联平台与X轴滑台和Y轴滑台之间4条导轨副的受力状态.     

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.     

滚珠丝杠传动的土壤圆锥指数仪设计

设计了一种应用滚珠丝杠传动、直流电动机驱动的恒速(30 mm/s)土壤圆锥指数测量装置.将电动机驱动滚珠丝杠传动方式应用于土壤参数测量装置,具有较高的运行控制精度和机械传动效率.在机电一体化设计方面,研制的专用微控制器既负责协调土壤坚实度信息与纵向行进深度动态信息的实时获取和运行状态监控,又同时与GPS模块和PDA连接.充分利用PDA提供的软硬件资源,可实现农田数据的大容量存储和智能化信息处理.田间试验表明,该仪器具有较高的可靠性和实用性.