基于PMAC的锥面砂轮磨齿机数控系统设计

针对磨齿加工过程的复杂运动关系,根据锥面砂轮磨齿机的工作原理,建立磨齿加工运动的控制模型;提出并构建基于PMAC的锥面砂轮磨齿机数控系统,详细分析开放式数控系统的软、硬件组成.该数控系统具有良好的开放性,能够实现任意结构参数齿轮的精密磨削.     

数控系统的自适应鲁棒控制器设计

基于李雅普诺夫稳定理论与动态逆方法，将自适应鲁棒控制与连续监督控制策略应用于数控系统的控制器设计中，用来补偿摩擦非线性、参数不确定性以及模型不确定性的影响，能显增强系统的稳定性和性能鲁棒性。对该方法进行了理论分析并与基于扰动观测器的控制器进行了对比仿真，仿真结果证明了理论分析的正确性。     

一种嵌入式计算机数控系统

嵌入式操作系统的发展为计算机数控系统的研发提供了新的方法,上位机采用嵌入式实时操作系统Windows CE负责数控代码编辑解释仿真、故障诊断等弱实时任务管理,下位机采用自行开发的基于DSP及FPGA技术的运动控制卡负责代码插补及伺服控制等强实时任务管理.介绍了数控系统中关键技术的理论原理和技术路线,并阐述了基于嵌入式操作系统平台下的数控软件系统实现的方法,包括数控代码智能解释、数控代码的二维三维仿真及数控系统任务调度管理.     

传统展成式球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高传统展成式球面磨削球面形状精度，分析了磨削中的球面形状误差，针对大量出现的“谷形”球面形状，开发了新型球面磨削机床，并提出变进给磨削方法减小“谷形”球面形状误差.实验结果表明，采用变进给球面磨削方法后球度误差可减小到5 μm，完全满足使用要求.     

STAR-3数控系统模块式造型设计

在国内机床数控系统造型极待发展的现状下,有必要采用模块式造型设计方法。文中介绍了作者设计的STAR-3数控系统模块造型,从模块的划分,比例分割,色彩设计到模块的组合方式作了详细分析。这一造型设计方法,可集中产品造型设计人员力量,设计标准化,系列化,模块化的造型单元,根据机床主体随意进行组合,构成美观、实用、经济的整机造型,加快数控机床开发。     

一种基于ARM+FPGA 新型数控系统硬件设计

提出了基于嵌入式系统的两轴数控系统的硬件设计方案,设计了ARM(Advanced RISC Machine)+ FPGA( Field Programmable Gate Array)的硬件体系结构.完成了ARM和FPGA之间通信的程序设计,为开发人员提供了一个良好的开发平台.针对两轴数控系统的细插补和复杂控制I/O的要求,完成了FPGA内部逻辑的设计,并实现了数控系统的细插补脉冲发送和编码器脉冲的反馈.     

基于螺距误差补偿提高YK7350数控磨齿机的运动精度

文章研究了激光干涉仪测试系统的安装和激光准直方法,以西门子828D数控系统为例编制了定位精度测试程序,完成了YK7350数控磨齿机的定位精度测量。通过测试数据分析得到误差补偿表,对数控系统进行螺距误差补偿后,重新测试发现机床精度得到有效提高,经磨齿加工验证,产品质量符合要求。     

经济型机床数控系统的一种新型结构

提出经济型数控机床控制系统的一种新结构,与传统系统相比,新结构有硬件,软件简单,精度,速度高,更可靠等优点。     

单片机机床数控系统设计

针对CH3240-MC液压伺服转塔车床,研制了一种单片机的数控系统.介绍了系统的硬件构成,G代码编程和LCD液晶显示条件下的系统软件设计.研究了G代码编程实现不同加工要求时,对机床工作台进给速度和定位控制.实际使用表明,该数控系统可实现加工程序,通用G代码编程;在工作台和液压伺服系统的配合下,能很好地满足零件加工工艺的要求.     

多CPU单片机数控系统设计

本文主要论述在数控系统平台的思想指导下STAR—NP数控系统硬件控制部分的构建原则和总体架构。并论述了STAR．NP数控系统的软件构成。     

基于时变特性的数控机床综合误差建模方法

 以立式B-A 摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态误差矩阵与动态误差矩阵的复合形式,利用多体系统理论构建了静、动态误差与刀具轨迹误差的映射关系模型。理论分析表明,基于时变特性的综合误差建模方法考虑了运动学、动力学两方面的影响因素,可以更准确地反映机床高速、高精加工过程产生的实际误差,从而为数控机床的误差补偿及控制参数整定奠定一定的理论基础。     

数控系统轨迹段光滑转接控制算法

为了解决数控机床加工复杂轮廓时机床进给系统反复启停引起的加工效率低、加工质量差等问题,提出轨迹光滑转接插补控制算法。文中首先描述了算法的求解过程,并对其进行了误差分析,然后建立机床伺服系统的数学模型,通过分析轨迹转接过程中伺服系统的动态响应特性,证明了控制算法的有效性。应用该算法进行实验,轨迹加工效率提高14.1%,轨迹误差小于3μm。结果表明该算法在保证轨迹精度的前提下,通过轨迹段之间的光滑转接,实现多段轨迹的连续加工,提高了加工质量和加工效率。     

数控系统轨迹段光滑转接控制算法

为了解决数控机床加工复杂轮廓时机床进给系统反复启停引起的加工效率低、加工质量差等问题,提出轨迹光滑转接插补控制算法。文中首先描述算法的求解过程,并对其进行了误差分析,然后建立机床伺服系统的数学模型,通过分析轨迹转接过程中伺服系统的动态响应特性,证明了控制算法的有效性。应用该算法进行实验,轨迹加工效率提高14.1%,轨迹误差小于3μm。结果表明,该算法在保证轨迹精度的前提下,通过轨迹段之间的光滑转接,实现多段轨迹的连续加工,提高了加工质量和加工效率。     

间歇式后成型包边机微机控制系统

介绍了研制开发间歇式后成型包边机微机控制系统的主要内容 ,并提出控制精度的技术措施     

大型数控滚齿机热误差补偿建模

针对某大型数控滚齿机,提出滚刀与工件主轴中心距热误差计算新模型,建立热误差实验检测系统,进行热误差与温度的关系实验;在此基础上,采用模糊聚类与多元线性回归法建立滚刀与工件主轴中心距热误差补偿模型;将补偿模型与实验数据进行对比分析,揭示滚齿机热误差规律,得到热误差随加工温度变化曲线。研究结果表明:经热误差理论、实验及补偿模型值比较,三者热相对误差均低于5%,验证了所建立热误差补偿模型的正确性与有效性,表明该热误差补偿模型精度高,实用性及鲁棒性强,可为滚齿机热误差预测、控制及实时补偿提供有益参考与指导。     

齿轮系统动力学微分方程的数值分析方法

由于描述齿轮系统非线性振动的动力学微分方程十分复杂,要直接求得其精确的解析解是非常困难的。本文基于Gear方法对齿轮系统非线性动力学微分方程进行了数值计算分析。通过计算表明,Gear算法具有良好的通用性,尤其适用于求解大型微分方程组。本文最后给出了Gear算法的实例和计算结果。     

基于双圆弧法的摆线针轮数控编程系统设计

在介绍双圆弧法计算原理基础上,采用连续双圆弧法插补方式,通过控制插补误差实现加工步长的动态伸缩,获得满足数控机床圆弧插补的轮廓节点数据;开发了相应的数控程序生成软件;只需输入摆线针轮的几个参数,即可获得摆线行星轮的数控加工程序,实现了任意齿数摆线轮数控自动编程;根据轮廓节点数据以及刀具中心轨迹坐标,可对摆线轮的加工过程进行运动仿真.摆线轮数控磨削的实验结果验证了理论推导的正确性和软件的实用性.     

基于知识的数控机床ICAID系统的构建

将设计知识和用户知识的提取过程作为获取工业设计知识的方法,并以知识为基础构建数控机床ICAID系统中的知识系统;通过口语分析实验和意象尺度实验,得出工业设计师与工程师的设计思维差异以及构建ICAID系统所需的系统知识,即:关于组织、管理的系统知识与工业设计领域求解问题的系统知识;分析设计师与工程烫师对数控机床造型设计的认知过程,得出自上而下和自下而上2种不同的认知方式,提出对应的意象尺度图与草图器2种知识推理机制;结合设计经验知识与构建ICAID系统所需知识的类型和应用模式,研究ICAID系统的构建方式,提出一个能为用户解决数控机床工业设计领域问题的知识系统模型.     

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.     

数控机床热误差变参数GM(1,1)的建模

为提高数控机床的加工精度,减少热误差对零件加工质量的影响,对热误差变参数灰色GM(1,1)在线预测模型进行研究.变参数灰色GM(1,1)在线预测模型能直接运用热误差时间序列值进行单序列建模,并给出模型参数的逐步迭代公式,根据不断输入的新数据,变参数模型能利用迭代公式,及时修正模型参数.以某精密卧式加工中心为研究对象,对所提出的变参数灰色GM(1,1)模型进行应用验证,并与传统的,1)模型和新陈代谢GM(1,1)模型进行对比研究.对比分析的结果表明:变参数灰色GM(1,1)模型很好地解决了传统的GM(1,1)模型难以预测大样本数据和非线性变化趋势的问题,且比新陈代谢GM(1,1)模型建模运算量小、求解时间短.变参数灰色GM(1,1)模型的预测值与实验结果对比表明,该模型预测精度高、通用性好,适用于机床热误差建模预测,进而提高机床的加工精度.