精密五轴联动机床非线性误差分析与后置处理

五轴联动机床的非线性误差和后置处理算法影响着机床的加工精度。本文针对自主研发的小型立式五轴联动机床进行了非线性误差分析,给出了误差补偿算法;对机床刀轴矢量和机床坐标变换进行了推理,分析UG生成的标准刀位文件和数控G代码之间的关系,利用MATLAB的GUI功能开发了后置处理器。以某眼镜片的修缘加工为例,验证了非线性误差分析和补偿方法的正确性及后处理的有效性。     

并联机床后置处理器的开发及实验研究

以六自由度6-TPS型并联机床为模型，阐述了机床控制数据的生成原理和流程；以此为基础，规划了后置处理器的功能和整体结构。对若干关键技术进行了研究和探讨，包括基于参数化二进制格式的内部数据传输，基于刀轴矢量的笛卡儿空间粗插补算法，三维和二维刀具半径补偿，刀位文件的预处理以及加工代码的词法和语法检查等。最后介绍了利用本系统进行的切削实验，验证了系统的工程实用性。     

六自由度并联机床的工件坐标系定位

以六自由度6-TPS型并联机床为模型,分析了工件坐标系定位对刀具加工范围和运动精度的影响,并据此将工件坐标系定位归结为一类兼顾作业空间和运动精度的有约束非线性规划问题。基于求解非线性规划的复合形法,提出并开发了工件坐标系定位算法,并给出具体的算法流程。这种方法包括确定初始定位矢量、构造定位矢量的初始复合形、建立目标函数和优化计算4部分。最后,针对一组给定的刀位文件,利用上述方法进行了机床的定位规划和计算,验证了算法的合理性和实用性。     

基于刀具矢量的并联机床插补研究

为了直接利用CAD/CAM软件提供的标准刀位文件中的刀具矢量信息,以一种六自由度并联机床为例,在简化多余自由度选取的基础上提出一种描述刀具空间位姿的新方法,并对刀具矢量在并联机床空间直线、圆弧粗插补阶段位姿控制中的应用进行了研究.     

面向并联机床的G代码编程软件的开发

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了面向并联机床的G代码编程软件的开发思想和软件结构,以及无干涉刀位文件的生成方法．对若干关键技术进行了研究和探讨,包括数值计算、G代码的自动生成和编译、仿真验证、轨迹的插补和干涉校验等。     

MasterCAM的后置处理研究与开发

后置处理是数控加工编程技术的关键技术之一，有效的后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有重要作用。介绍了MasterCAM的后置处理方法，叙述了刀位原件nci的组成和机床配置件pst的结构，探讨了nci和后处理器之间的信息处理与代码转换。     

五轴数控加工3D刀具补偿及其后置处理方法

为解决五轴数控加工过程中,由于刀轴矢量不断变化,刀具补偿方向无法确定引起刀具在三维空间中无法补偿的问题,提出一种基于前置与后置处理的五轴数控加工3D刀具补偿方法。针对具备3D刀具补偿功能的数控系统,推导出五轴数控加工3D刀具补偿的补偿矢量与补偿后刀位点坐标的矢量计算方程,并基于前置三维软件(UG)的前置处理,建立了控制刀位文件格式的函数,实现了UG前置处理在五轴数控加工模块下输出包含切触点在内的刀位文件。根据SIEMENS 840D数控系统实现3D刀具补偿的数字控制(NC)指令格式要求,以非正交摆头转台五轴数控机床为例,通过逆向运动学变换提出具体的后置处理方法。基于智能制造软件IMSpost(后处理程序编辑器)平台和所提出的后置处理方法开发了专用后置处理器,自动获取了具有3D刀具补偿矢量信息的NC程序,基于仿真软件VERICUT平台对不同工况下整体叶轮仿真加工的结果进行对比。结果表明:当刀具因磨损发生尺寸变化时,采用提出的方法和开发的具有3D刀具补偿功能的后置处理器所获取的NC程序,可以将加工表面的欠切误差控制在0.1mm以下,且无过切现象,有效地提高了五轴数控加工的精度和效率,避免了刀具磨损后发生刀具尺寸改变必须返回计算机辅助制造(CAM)系统重新生成刀位文件,以及再次进行后置处理的繁琐过程,验证了所提出的前置处理与后置处理方法的正确性和有效性。     

Stewart并联机床瞬时刚度分析与应用

对并联加工机床的6-6 Stewart并联机构动态加工过程进行了分析,利用螺旋矢量方法建立了机床6-6并联机构刚度数学模型,计算了动态瞬时刚度和刀具的偏移误差,并开发了应用软件,对6-6并联机床结构在多种不同参数变化条件进行了数值模拟.研究结果可为机床精确控制和实时标定提供算法,对优化机构设计、工作空间设计及载荷设计和布置提供理论依据.     

空间3-TPS并联机床静平衡分析

对空间3-TPS并联机床的静平衡问题进行了理论分析及仿真优化.首先分析了机床自重产生的惯性力(力矩)对机床所造成的影响及驱动杆在整个工作空间中的输出力变化规律,然后采用液压平衡法和弹簧法平衡并联机床自重所造成的惯性力(力矩),最终大幅度降低了机床三驱动杆的输出力,实现了并联机床静平衡的目的.     

基于五轴加工的严格插值刀具轨迹生成中刀位的优化

多轴铣削加工的NC代码生成过程中,干涉的避免是一项非常重要的环节,它直接决定了多轴机床是否完全发挥它的功用。目前,CAM系统在生成刀具轨迹的过程中,并不考虑多轴机床的机床运动。在生成NC机床代码的时候,使用NC后置处理器将顺序排列的刀位(刀尖坐标+刀轴向量)处理成某种机床专用的NC代码。因为后置处理的过程一般是批量处理的模式,所以NC编程器无法知道机床的运动过程,机床运动部件之间极易发生干涉。目前,获得加工过程中机床干涉信息的唯一方法是进行机床试切或是使用机床仿真系统进行仿真。     

龙门式混联机床的静刚度分析

静刚度是机床设计的重要指标之一.为了解基于平面三自由度并联机构的龙门式混联机床的静刚度性能,提出了一种分析方法,此方法同时考虑了并联支链和铰链的变形.根据微分误差模型,建立了机床刚度矩阵,得出了机床位置刚度和转动刚度的分布情况,着重讨论了铰链刚度对机床刚度的影响.结果表明 在工作空间内沿Y方向位置刚度具有对称性,转动刚度具有不对称性; 铰链刚度对机床刚度影响很大,在并联机床或者混联机床设计中必须选用刚度好的铰链连接形式.     

双刀盘切向铣齿机的运动学原理

介绍了双刀盘切向铣齿机的结构，分析其运动学原理，提出了进一步研制的改进设想。     

微细切削用小型数控铣床的研制

介绍了一台自主构建的适于微小尺寸零件制造的300 mm×400 mm×500 mm三轴小型数控铣床,xyz工作空间尺寸为50 mm×50 mm×20 mm,全闭环数控系统分辨率为0.05 μm,能实现亚微米级加工精度.该机床关键部件采用高速空气静压电主轴、交叉滚柱支撑的高分辨率超精密滑台、永磁直线电机、CCD显微镜以及基于IPC的多轴运动控制卡,结合优化的插补控制策略及误差补偿机制,能实现三维复杂形面超精密微细切削加工的精度要求.初步调试后的加工试验结果显示,该铣床已经具有加工大深宽比meso尺度三维零件的能力.     

高速机床主轴部件有限元分析

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性.     

数控机床现状及发展中的主要问题

简述了数控机床在中国的地位及现状，分析了数控机床发展的趋势及我国现存的主要问题。     

基于企业视角的博望机床产业品牌建设

博望镇是欠发达地区产业集群的典型区域,深入到博望镇及博望机床企业了解其产业和品牌建设现状.基于企业的视角,剖析博望机床产业品牌存在的问题：品牌意识不强、品牌基础薄弱、品牌数量偏少、品牌品质偏低、集群意识淡漠.探讨适合于博望机床产业品牌发展的对策：加强品牌意识、夯实品牌基础、提升品牌管理力度、加强品牌创新、依托产业集群做大做强企业品牌.     

SR—20可编程序控制器在单泵体钻铣组合机床上的应用

本文对 SR—20型 PC 在一台八工位组合机床控制系统中的应用实例进行设计分析。采用鼓形控制器逻辑功能的优点、建立梯形图,提出控制系统的标准化典型化设计及提高系统工作稳定性的方法和措施。     

运用市场经济规律 加快机床工具工业发展

文章论述了通过建立企业集团内部市场机制，优化资源配置，加快机床工具工业的发展。     

刀具加工中机床调整精度分析

本文通过对万能工具铣床加工可转位刀具刀片槽的理论分析和计算机辅助分析，总结出由于加工过程中理论计算和实际调整过程中的舍入误差，三向回转工作台的制造和调整随机误差的存在而导致的刀具角度实际加工后的误差变化规律，同时指出了刃倾角、前角和主偏角选择对实际刀具角度的误差影响，给出了计算机辅助分析的数据和图形，供有关方面参考。     

机床热特性诊断及结构设计改善对策专家系统的研究

在多年机床热特性试验研究及理论研究的基础上，把专家系统技术及模糊决策技术应用于改善机床热特性的对策，形成机床热特性诊断及改善对策专家系统，它能依据热变形现象诊断出引起产生热变形超差的原因，提供为改善该机床结构设计具有指导意义的改善对策，文中着重讨论了系统在建立过程中的知识表示、推理机制等专家系统某些关键技术问题，并列举了应用实例。