铣削过程多源扰动影响下直线电机推力电流频谱特性分析

针对机床实际铣削过程中进给系统受多源、多频扰动影响,特别是直驱进给系统由于"零传动"特性,运动精度受外界扰动影响更为显著的问题,研究了机床加工过程多源扰动机理、频谱特征及其影响下直线电机进给系统推力电流频谱特性,综合分析了铣削过程中刀具-主轴系统的多源扰动,建立了考虑刀具偏心跳动的铣削力模型、主轴离心力模型、主轴轴承振动模型,并分析多源扰动频谱特性。表征了多源扰动激励下直线电机进给系统输出位移波动特性,并在直线电机驱动的VMC0865机床上完成单轴进给切削实验。实验结果表明:在进给速度为1 500mm/min、主轴转速为5 000r/min、切宽为2mm、切深为2mm的情况下,X轴位移波动均方值从0.36μm增加到0.81μm,推力电流均方值从0.94A增加到1.15A;推力电流增加了主轴转频及其倍频、分频、边频的谐波成分;切削力会影响进给系统运动精度,从而影响零件加工质量和加工精度,验证了切削过程对直线电机进给系统推力电流频谱特征的影响;对比了不同切削参数对进给系统推力电流频谱特征的影响,明确了主轴转速是对推力电流频谱特征最为显著的切削参数。该研究对于直驱进给系统控制算法改进与加工参数选择具有重要指导意义。     

考虑模态特性的高速机床进给系统刚度匹配研究

为了得到进给系统的最优动态特性,建立了进给系统的动力学模型。采用有限元法对高速机床进给系统的部件与结合面进行刚度设计,通过分析进给系统的振动形式,找出了在各种因素下系统模态参数的变化规律,以工作台的结构设计为例,进行了合理的刚度匹配。进给系统在低频段沿进给方向振动,最显著的影响因素是工作台的质量、丝杠-螺母副接触刚度、轴承副接触刚度和丝杠自身的拉压刚度,当系统沿垂直于工作台的方向振动时,受导轨-滑块结合面刚度的影响较大。在不同导轨、滑块跨距组合参数下,对系统模态的特性变化规律进行了分析,当滑块跨距为400mm、导轨跨距为300mm时,系统模态为最优分布。研究表明,该刚度匹配设计方法可使工作台的质量减小10%,进给系统的1阶固有频率提高9%,从而验证了该方法的准确性。     

面向运动平稳性的直线电机推力频谱特征分析

针对直线电机推力谐波直接作用于驱动部件会降低进给系统运动平稳性的问题,综合考虑伺服驱动电路和电机结构非线性,利用等效磁化电流法和麦克斯韦方程,得到了纹波力、齿槽力、端部力、齿槽效应与电流谐波耦合力以及电感不对称力等5部分推力谐波的解析表达式。计算过程考虑了多个谐波因素之间的耦合作用,弥补了以往单一因素分析直线电机推力谐波的不足。研究结果表明:受驱动电路和电机结构非线性的影响,直线电机推力夹杂有众多的谐波成分,而且各个谐波成分之间相互耦合;这些推力谐波直接作用于机械系统,会造成进给系统显著的位移波动;随着进给速度的增加,推力谐波影响增大,尤其在进给速度为5、20和33m/min附近,推力谐波激起了机械系统共振,位移波动急剧增大;纹波推力幅值随着驱动电流谐波幅值的减小而减小;电机的极距与齿槽距之比、齿槽开口与齿槽距之比,对于齿槽力的主要谐波阶次以及幅值都有重要影响,尤其当齿槽开口与齿槽距之比为0.625时,齿槽力各阶次谐波均为0。     

数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.     

系统参数对自激振动系统动力学稳定性的影响

为了研究机床进给系统的黏滑运动特性,建立了基于Stribeck摩擦模型的具有代表性的质体-弹簧-传送带摩擦自激振动模型.利用李雅普诺夫稳定性判据对自激振动系统的平衡点进行了稳定性分析,获得了系统的临界失稳速度,又经过理论公式推导出了系统的临界黏滑速度.从数值仿真得到的相图和Poincare截面图可以看出,随着系统进给速度、阻尼和传动刚度的增大,动、静摩擦差值的减小,系统的黏滞运动持续时间变短,即系统的稳定性增强;低速状态下的自激振动分为黏滑和纯滑动两个阶段,且均为准周期运动;系统进给速度是影响系统稳定性的主要参数.     

基于MATLAB的滚珠丝杠动力学建模与仿真分析

文章以定梁龙门加工中心工作台的滚珠丝杠为研究对象,建立了滚珠丝杠运动的动力学模型;运用MATLAB软件对工作台的进给系统进行动力学仿真分析,得到了反映滚珠丝杠动力学特性的仿真曲线,为提高滚珠丝杠的传动精度和延长使用寿命提供一些理论依据。     

一种数控滚齿机工作台动态特性建模方法及实验分析

为了研究数控滚齿加工中滚刀轴转速波动引起的工件轴速度波动的动态响应特性,对数控滚齿机旋转工作台即工件轴的伺服控制问题进行了分析。首先根据电机学原理和机械动力学原理对伺服控制系统组成的各个环节进行了建模和分析,推导出旋转工作台的整体伺服控制系统模型,并考虑到伺服控制环节在动态响应过程中的摩擦因素,引入了非线性Stribeck黏性摩擦结构;然后利用Simulink建立了滚齿机旋转工作台的伺服系统仿真模型,并研究了不同的位置和速度指令频率变化对工件轴伺服动态响应影响效果;最后通过数控滚齿机工作台控制实验来验证工件轴的动态响应特性。仿真结果表明:旋转工作台伺服系统在低速运行时,位置跟踪存在"平顶"现象,速度跟踪存在"死区"现象;旋转工作台伺服系统位置和速度的跟随率随着指令频率的增大而减小,当指令频率增大到31Hz时,速度跟随率不足10%。在和仿真相同的指令频率变化条件下,进行滚齿机工件轴的转速控制实验,工件轴的响应曲线与仿真响应曲线基本吻合,验证了模型的有效性和可靠性。该模型可为数控回转工作台伺服进给系统设计、伺服控制方法研究及故障诊断等工作提供理论依据。     

倒立式车磨复合机床运动精度的动力学

以倒立式车磨复合加工中心为研究对象,利用ADAMS软件构建了机床进给系统的多体动力学计算模型。通过对机床进给系统动力学仿真,得到主轴的位移、速度和加速度响应曲线,同时,分析了相关因素对机床运动精度的影响。研究结果表明:增大丝杠和轴承的轴向刚度以及导轨滑块之间的阻尼,减小鞍座质量都可以降低主轴进给运动的位移、速度和加速度波动,提高机床的运动精度。     

进给系统爬行对沟道磨床精度的影响研究

文章以QMB125球笼沟道磨床的伺服进给系统为研究对象,建立了伺服进给系统的数学模型,分析了进给系统产生爬行的机理;通过大量的运动学仿真,获得了进给速度,工作台质量,系统阻尼,系统刚度及静、动摩擦因数之差等参数对进给系统爬行的影响规律;在仿真基础上对各影响因素进行了正交试验分析,得到了各因素之间的耦合关系;依据正交试验分析结果,给出抑制爬行提高磨床精度的最优水平组合。     

PCB数控钻床工作台部分的动力学仿真与分析

以六钻头龙门式PCB数控钻床工作台部分为研究对象,应用SolidWorks软件建立其三维模型,通过ADAMS软件建立工作台部分的刚柔混合模型并进行仿真分析,发现了工作台支撑板对系统的动态特性影响较大.因此,要提高工作台部分运动过程中的定位精度,有效的方法是对支撑板进行拓扑优化,利用ANSYS软件的拓扑优化模块,在保证刚度的基础上,尽可能减少其质量,改进原有的支撑板结构,提高工作台进给系统的动态特性.     

二进制八进制十进制之间的数制转换

计算机需要数制转换,计算机内部使用二进制,二进制八进制十进制之间的数制转换,FORTRAN77 编制,围绕二进制与小数,完成二进制八进制十进制之间的数制转换.     

单元化制造系统的评价体系

针对单元化制造的特点,首次全面地提出了一个完整的评价指标体系,从成组性、动态性、柔性和敏捷性对单元化制造系统进行综合评价,并构造了基于制造单元生命周期的单元化制造系统评价模型,该模型采用了模糊层次分析法对系统进行综合评价.最后示例说明该模型.     

系统的体系分析

以系统工程角度引入体系的概念，以银行的业务资金管理为对象介绍了如何建立相应体系，体系如何进行及其有关特点，并说明这些都可以在计算机上实现．     

信息系统中英文与中文系统的比较

信息系统中英文系统具有文字本身固有的规律,可以处理所有的正确、现在错误将来正确和永远错误3类文字,但中文系统因违背了文字本身固有的规律:无限性和有序性,因而不可能处理全部汉字.理论和现实都要求中文系统必须要能处理全部汉字,因此,英文与中文系统存在根本性差异,专利《无限有序字符集汉字全集方法和系统》可以彻底解决中文系统实现无限性和有序性问题.     

适于液压系统仿真的系统辨识

本文系统地提出了对液压系统仿真的性能参数数学模型法,阐述了这种方法的基本原理,提供了应用该原理所作的辨识结果,并与实验结果作了比较。     

柔性制造系统分布式仿真系统的实现

计算机可视化仿真是对柔性制造系统 ( FMS)进行设计和分析的一种直观而具有实际意义的方法 .利用面向对象方法和离散事件动态系统建模方法 ,设计并实现了一种开放式、可视化 FMS分布式仿真系统 .该系统通过局域网上若干计算机之间的通讯 ,模拟了 FMS自动化生产车间的实时运行状况 ,通过初始化系统数据可得到不同的系统统计结果对 FMS进行分析     

基于GMS的汽车事故求救系统设计

为了在汽车意外事故后伤者能得到及时的救援, 设计了一种基于嵌入式的汽车事故求救系统。该系统以MC9S12XS128为主控芯片, 利用三轴加速传感器MPU6050和GPS(Global Positioning System)判断车辆的姿态信息和位置信息, 并通过GSM(Global System for Mobile Communications)模块将车况数据传给呼叫中心和家
属端, 接收端对事故确认后迅速救援。测试结果证明了该系统的可靠性。     

电力系统模数混合试验系统

为了研究新型继电保护和各种探制设备，必须建立一种准确而有效的电力系统实时试验系统，文中讨论了电力系统动态模拟和实时数字仿真(RTDS)的建模、相似性、试验方法和有效性。基于两种试验系统的互补性，作者提出一种模数混合试验系统，在这种混合试验系统中可以进行电力系统控制设备和继电保护的各种性能试验与研究。     

基于FPGA的运算放大器参数测量系统设计

文中分析了运算放大器的参数测量原理,使用FPGA作为控制核心,结合GB3442-82规定的辅助测量电路,利用程控方式实现了集成运算放大器主要参数的测量。     

系统论方法与图书馆系统

阐述了系统论方法的特点以及所遵循的原则,通过与图书馆系统的特点相比较,说明系统论方法是适合图书馆系统的,并对推动图书馆事业的发展起着极为重要的作用。