数控机床进给系统功率模型及空载功率特性

在分析机床进给系统各部件功率特性的基础上建立了进给系统的功率模型,并运用此模型分析了进给系统的空载功率特性及其主要影响因素。理论分析表明,进给系统的空载功率是关于进给速度的单调递增二次函数,同时分析表明进给速度和负载质量均影响进给系统的空载功率,但负载质量对空载功率的影响极小。最后在3轴数控铣床上进行了实验研究,结果表明理论分析的有效性。     

木工钻床空载功率

通过木工钻床主轴转数及木工钻床三角皮带压轴力等对钻床空载功率影响的实验研究，分析出了钻床空载功率的理论计算依据，为木工机床设计提供了参考。     

发动机前端附件带传动系统功率损失的仿真分析

为了深入理解发动机前端附件带传动系统功率损失及其影响因素,通过多体动力学仿真计算某附件传动系统的功率损失。通过试验测定了某型皮带的力学特性参数,据此在Adams软件中建立了系统仿真模型。结合模型阐述了计算附件传动系统功率损失的基本方法与过程。通过仿真计算得到了系统功率损失,研究了预张力、负载、转速和加速度等因素对功率损失的影响。结果表明:功率损失随预张力、负载、转速单调递增,随加速度的变化较小。推算了该系统在一种典型工况下因功率损失造成的油耗。通过开展空载台架试验对比证实了计算模型与方法的正确性。     

数控机床爬行现象的ADAMS仿真

数控机床在低速进给时,会发生非匀速爬行,对加工精度和工件表面质量非常不利.本文主要研究爬行现象教学模型的建立,分析发生爬行现象的临界速度,推导出影响临界速度的各个因素,并在ADAMS软件里面进行仿真验证.     

高速开关阀用于滚珠旋压速度控制系统的研究

在滚珠旋压过程中,滚珠旋压机轴向力不断变化会使进给速度发生变化,而进给速度稳定与否直接影响着旋压精度。针对以上问题搭建了由高速开关阀代替伺服阀的新型液压速度控制系统,来控制旋压的进给速度。根据液压系统数学关系搭建Simulink仿真模型,得到占空比与负载对液压缸速度的影响情况,并在AMEsim中引入PID控制进行仿真,仿真结果表明此方法可以消除变化的负载对速度的影响,使进给速度达到稳定,实现提高滚珠旋压精度的目的。     

基于ANSYS的数控机床进给系统热力学仿真与分析

滚珠丝杠是数控机床进给系统的主要传动方式,在工作过程中其热变形是影响加工精度的重要因素。为提高ANSYS计算精度,本文研究分析了滚珠丝杠进给系统的热源、边界条件和热变形机理,基于Hypermesh对初始网格进行优化,建立进给系统的热-力耦合模型。通过改变进给速度、轴向载荷和环境温度等加工参数,分析各工况下的温度变化和热变形。结果表明：热变形与进给速度成正比,热平衡时间与进给速度成反比,轴向载荷对热变形的影响大于进给速度。选用合适的进给速度改进滚珠丝杠的加工方式,能有效降低其温度变化及热变形,对提高数控机床的加工精度和延长使用寿命具有一定的现实意义。     

变压器瞬态行为机理的研究

变压器在合闸通电的时候,由于铁芯饱和,引起励磁涌流.励磁涌流对变压器自身和对电网中的电能质量都有不利影响.本文分别分析了变压器在空载合闸和负载合闸时励磁涌流的机理,并从理论上推导出变压器空载合闸与负载合闸时励磁涌流的数学模型.通过MATLAB仿真平台对励磁涌流的理论分析进行仿真验证.结果表明,空载合闸与负载合闸励磁涌流的仿真结果与理论结果吻合,验证了理论的正确性.     

数控机床的能耗模型及实验研究

为了预测与评估数控机床能耗,提高机床能量利用率,对数控机床的能耗特性展开研究。根据机床能耗部件的特性,将数控机床整机能耗分解为4个部分:主传动系统空载能耗、进给系统空载能耗、辅助系统能耗、切削能耗(包含刀刃去除材料能耗和附加载荷损耗)。依据耗能机理和实验统计规律分别对这4个部分进行建模,进而建立机床整机一般能耗模型。在1台立式加工中心上开展相关能耗实验,将能耗模型应用于该机床的能耗研究分析。研究结果表明:机床能耗模型具有较好的适用性,可以较准确地预测机床能耗及其分布情况,这为机加工系统的能耗评估、节能优化以及低碳制造提供依据。     

双馈发电机空载并网仿真建模及实验

针对在MATLAB/SIMULINK中没有给出能够空载运行的双馈电机模型的问题,推导了双馈发电机的空载数学模型,并在MATLAB/SIMULINK中搭建出来,用以实现双馈发电机空载并网仿真研究。经过仿真与实验验证了此方法的正确性。     

采用力矩电机直驱的数控机床进给系统伺服刚度优化

力矩电机直驱进给系统的刚度特性很大程度上取决于伺服刚度,伺服刚度是影响进给系统的抗干扰能力、动态响应特性、速度和精度的关键因素。该文以力矩电机直驱进给系统为研究对象,提出了一种基于Routh判据的伺服刚度优化方法,给出了控制系统稳定条件下系统各参数间相互约束关系。该优化方法可同时整定多个伺服控制参数以提高伺服刚度。首先基于直驱式力矩电机模型建立了完整的伺服进给系统机电耦合模型;在伺服系统控制参数对伺服刚度影响分析基础上,提出了系统稳定性Routh判据不等式的简化求解方法,建立了系统控制参数间的约束关系,利用Simulink对该方法进行仿真验证;最终提出了以伺服刚度为优化目标的伺服控制参数优化方法。以某五轴联动数控机床A轴力矩电机直驱进给系统为例,进行优化应用验证,结果表明:该优化方法在保持系统稳定性的同时能显著提高系统伺服刚度,并且对伺服系统动态跟踪精度等动态性能影响较小。     

基于AMESIM的盾构刀盘液压驱动系统多级功率控制模式研究

为使盾构机刀盘液压驱动系统在复杂地质层条件下节能降耗,在恒功率调速的基础上建立多级功率控制模式,即满载模式（100%全功率）,经济模式（80%全功率）,轻载模式（60%全功率）,实现功率的可调。并针对某型盾构机在软土与砂土两种地质层负载载荷随机变化,借助AMESIM软件对系统在三种工作模式下进行仿真分析和对比研究。结果表明软土地质层为保证盾构机的正常工作,选用满载模式或经济模式;砂土地质层为提高系统工作效率,降低能耗,选用经济模式或轻载模式。     

加工长杆异型螺杆数控铣床的开发与应用

 异型螺杆零件具有螺距和底径随角度变化的特点,在通用数控车、铣床上难以实现加工.本文设计了一种新型长杆异型螺杆专用数控铣床,应用FANUC 0i-MC数控系统;采用卧式铣床结构,由c轴带动工件旋转,x轴和z轴交流伺服电机驱动实现切削进给,铣刀主轴采用交流变频无级调速,数控螺杆铣床三轴三联动.研究表明,该成果对提高加工异型螺杆的生产效率和加工质量,拓展数控铣床的功能,具有广泛的实际工程意义.     

Theoretical Study on Non-transmission High Efficient Parallel Camber Grinding Machine

Be directed against the development trend of modern CNC grinding machine towards high precision and high efficiency, some general weaknesses of existing camber grinding machine are analyzed in detail. In order to develop new type CNC camber grinding machine that can grind complex die, and genuinely achieved accurate feed and high efficient grinding, a new type camber grinding machine is put forward, called non-transmission virtual-shaft CNC camber grinding machine. Its feed system is a parallel mechanism ...     

高速进给条件下数控机床圆轨迹运动的激光非接触法误差分析

提出一种检测加工中心在高速进给条件下精度的非接触方法.以三轴加工中心为例,介绍了这种方法的数学理论基础.利用两个激光干涉仪分别测出加工空间XY、YZ和XZ平面内的坐标值和半径误差等信息,把这些数据代入已经建立的数学模型中,程序即可自动计算出机床的静态和动态误差.该方法检测时的进给速度是接触法的6倍,更适用于现代高速进给机床的精度检测,而且检测精度比接触法高,检测范围更宽.     

数控机床能耗多通道监测系统的数据处理研究

针对使用多通道监测系统监测数控机床能耗信息时存在的信号干扰、采样率不同等问题,提出了一种基于软件编程的数据预处理方法。通过设计低通滤波器,对采集信号进行滤波处理,消除数控机床加工过程中采集信号振动较大、干扰噪声较多的问题。对于个别系统的采样率不同,利用重采样技术改变其采样频率,获得新的采样序列。根据数控机床切削和空载转换时采集信号的突变,运用多阈值分割算法,基于Matlab编程获取其突变特征点,并以此为基准实现不同采集系统之间的数据同步。研究结果表明,运用上述方法对采集信号数据进行预处理,为后续分析数控机床能耗信息带来了极大的便利。     

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法，该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹，可获最大展成运动精度，在综合考虑展成允许误差，机床动力特性及伺服驱动能力的基础上，给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法，该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法。     

非圆车削高频响应进给系统的结构设计与分析

基于非圆切削对径向进给系统的要求,选用直线伺服电机直接驱动方式,进行非圆切削数控车床径向进给系统的结构设计,分析了刀架和工作平台两个关键结构件的力学性能,并通过活塞环、椭圆和正六边形3个特殊非圆截面零件车削时的速度和加速度特性试验,对设计的进给系统进行了切削性能分析.结果表明,设计的数控车床径向进给系统具有较高的频率响应特性,满足非圆截面零件高速车削加工的要求.     

CNC机床进给伺服系统的解耦新方法

用广义阻抗法分析了数控机床进给伺服系统内部的机械耦合关系,提出一种用机械状态反馈实现解耦的新方法,它为数控机床的高性能控制创造了良好的条件。文中还提出,综合应用前馈和解耦机电一体化技术,能提高CNC数控机床的精度。     

数控机床定位误差的软件补偿

提出了基于“华工I型”数控系统数控机床的定位的软件补偿方法,该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点,使定位误差补偿的位置可随机设定,建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型,在XK713加工中心上进行了补偿实验表明,采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70%汉上。