基于RTCP功能的五轴联动伺服匹配优化

五轴联动机床的动态性能不仅取决于各单轴伺服进给系统动态特性,各轴之间的动态特性是否匹配也对其有着显著影响。该文针对具有刀具绕中心点旋转(RTCP)功能的AC型双摆头五轴联动铣床,提出了一种通过圆度测试法进行多轴间伺服匹配以提高机床整体动态精度的优化方法。该方法在选取了合理的匹配对象后,可在有效降低用于搭建各单轴机电耦合系统成本的同时保证系统较高的整体动态精度。首先基于该装有AC双摆头的五轴联动铣床的整体结构进行机构运动学分析,基于机床整体结构对其各轴伺服进给系统进行机电耦合建模并在SIMULINK中搭建各轴模型;接着基于RTCP功能设计了一条多轴参与运动的特定轨迹,对各轴在该运动轨迹下的运动关系进行分析;通过合理选择匹配对象,基于圆度测试法对X、Y、Z三轴两两轴间进行伺服匹配;而后基于SIMULINK模型,对优化前后机床在特定轨迹下运动的整体动态性能进行仿真对比。结果表明:在该优化方法下,几乎不需要提高伺服进给系统搭建成本,系统就可达到较高的整体动态性能。     

基于误差敏感度的纳米机床综合误差优化

如何确定各项几何误差对机床综合误差的影响程度,从而合理地优化机床零部件的几何精度是机床设计过程中面临的一个难题.以一台三轴纳米机床为例,运用多体系统理论方法构建机床几何误差传递模型,并在此基础上提出了正交试验的误差敏感度分析方法,对纳米机床的几何误差进行了敏感度计算.以敏感度大小作为误差优化依据,制定了几何误差优化措施.计算和分析结果表明,对敏感度较大的几何误差进行优化,可以有效提高运动轴精度,从而为合理提高机床精度提供重要的理论依据.     

卧式加工中心空间误差对制造误差敏感度分析

该文旨在分析影响卧式加工中心空间误差的关键制造误差,为机床零件公差分配提供依据。用齐次坐标变换的方法建立了机床空间误差模型,分析了机床各轴几何误差在机床空间误差中的传递积累;用统计方法分析了直线进给轴制造误差对几何误差的影响,得到了直线进给轴几何误差公差分析的经验表达式。结合机床空间误差模型和单轴公差分析,计算得到了机...     

一种四轴联动机床转台运动误差的快速检测及分离方法

提出了一种利用球杆仪对四轴联动机床转台误差检测及分离的快捷方法.该方法分为轴向测试和锥形测试,当轴向测试时,在转台旋转的同时,机床直线轴作同轴、同步的圆运动,称为双环测试.该测试能分离出转台的滚转误差、偏摆误差等2项转角误差,以及1项沿直线轴的线性误差.通过锥形测试,能分离出另外2项沿直线轴的线性误差,结合球杆仪的倒锥...     

直线电机在数控机床进给系统中应用现状与趋势

介绍了直线电机在机床进给系统中应用的进展情况和发展前景 ;把数字控制的直线电机进给系统与滚珠丝杠进给系统的性能进行了对比 ,指出了数字控制的直线电机进给系统的优点 ;在分析了直线电机自身特点的基础上 ,提出了直线电机在设计和应用中应着重解决磁路设计、控制策略和散热问题 ;并给出了直线电机进给系统在活塞异形外圆加工上应用的实例。     

考虑直线导轨影响的数控机床动态性能分析

为了提高机床产品设计的成功率,需要在产品设计完成后,物理样机制造出来之前对其进行分析和评价.直线滚动导轨是数控机床常用的重要部件,因此对采用滚动导轨的数控机床的动态性能进行分析,研究对数控机床性能的影响具有非常重要的意义.以某机床厂生产的CKS6125数控机床为研究对象,提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限元方法,研究了导轨支承部分弹簧阻尼单元的布置,建立了CKS6125机床进给系统有限元模型,对机床的动态性能进行分析和确认.最后采用试验的方法对有限元分析模型进行必要的验证.     

BKX-Ⅰ型变轴数控机床结构参数优化

结合北京理工大学自行研制的BKX-I型变轴数控机床,以机床刚度为优化目标,应用MATLAB优化工具箱中序列二次规划法对机床上下平台的一些结构参数进行优化,使机床的水平刚度有了明显提高.优化结果发现:对于这种类型的机床,当上下两平台形状均为三角形时,机床有最优的水平刚度,这为该类型机床的结构设计提供了依据.     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.     

五坐标虚拟轴数控机床运动控制算法的研究

在深入分析一种具体的五坐标虚拟轴数控机床的串并联混合结构的基础上,阐明了CNC系统软件中机床运动控制的基本原理,并给出了相应的运动控制算法,推导出了实轴实际运动的位置公式.根据该算法编制的数控软件已成功应用于实际的虚拟轴机床.     

复合式油膜阻尼器在机床主轴系统中的应用

计算机模拟计算和试验研究表明,机床滚动支承主轴系统采用复合式油膜阻尼器,可显著提高机床的动态性能。深入研究了油膜阻尼对主轴系统的共振频率及振幅的影响。对于共振频率是油膜阻尼的单调增函数,以及油膜阻尼关于轴端振幅存在最优值等特性进行了理论分析,并得出若干重要结论。     

基于多体系统理论的五轴机床综合误差建模技术

采用多体系统理论完成了五轴数控机床的综合误差建模,对平动轴间垂直度误差做了建模分析,改进了热误差的建模和辨识.该方法简便、明确,不受机床结构和运动复杂程度的限制,为计算机床误差、实现误差实时补偿、修正控制指令和提高加工精度提供了理论基础.     

Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计及加工方法

为解决传统同心环式Fresnel透镜及其模具金刚石刀具加工存在对加工系统要求过高及效率较低的问题,给出了Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计方法。从几何聚光比和能流透射率方面对比了2种透镜的性能,发现两者性能基本一致。分析了大型Fresnel透镜及其模具金刚石车削机床的运动。计算了Archimedes螺线式Fresnel透镜车削加工的刀具轨迹。对比机床各轴精度对透镜光学性能的影响,发现刀具摆角、透镜法线方向进给轴的精度影响最大,采用附加沿刀具轴线方向微进给装置的机床结构能有效提高加工精度。     

Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计及加工方法

为解决传统同心环式Fresnel透镜及其模具金刚石刀具加工存在对加工系统要求过高及效率较低的问题,给出了Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计方法。从几何聚光比和能流透射率方面对比了2种透镜的性能,发现两者性能基本一致。分析了大型Fresnel透镜及其模具金刚石车削机床的运动。计算了Archimedes螺线式Fresnel透镜车削加工的刀具轨迹。对比机床各轴精度对透镜光学性能的影响,发现刀具摆角、透镜法线方向进给轴的精度影响最大,采用附加沿刀具轴线方向微进给装置的机床结构能有效提高加工精度。     

常用机床密封结构端面比压的计算

机床密封又称端面密封,是旋转轴动密封之一.由于机床密封具有密封性好,性能稳定,泄漏量少,功耗低,使用寿命长,对轴磨损小,能满足各种工况的要求等优点,故在机床、机械航空等部门得到广泛应用.     

六轴联动数控机床的联动模式切换

为了优化六轴联动数控机床的刀具中心点运动轨迹误差,提出了利用联动模式切换实现该误差最小的方法。建立了六轴联动数控机床的运动学模型,研究机床的冗余联动特点,并定义了冗余旋转联动轴。根据冗余联动特点,研究了满足不同刀具运动要求的联动模式和联动轴形式。建立了刀具中心点运动轨迹误差模型,提出了利用联动模式和联动轴形式切换优化该误差的方法。在实际机床上进行加工实验,通过联动模式的切换实现了刀具中心点轨迹误差的优化。     

基于SSO算法优化神经网络的数控机床热误差建模

针对影响五轴数控机床加工精度的复杂热特性,提出了一种用于摇篮式五轴数控机床热误差建模方法.该方法主要采用鲨鱼嗅觉优化(SSO)算法和神经网络的复合建模方式,有效提高了机床热误差预测模型的精度和建模效率.首先通过使用热成像仪筛选出机床的温度敏感点,然后将温度传感器布置在机床热敏感点的位置,将采集到的热特性数据采用本文所提方法进行热误差建模,结果表明,该方法在建模速度和精度上要优于ABC和PSO神经网络,最后将该热误差预测模型应用于五轴数控机床热误差补偿实验,将试件加工精度提高了32%.     

采用C#的多轴联动石材桥切机控制系统设计与仿真分析

设计基于PC机和运动控制卡的多轴联动石材桥切机控制系统,自动提取绘图交换格式(DXF)文件的图形信息,采用直线拟合法加工轮廓曲线,实现刀具的自动化加工,并用C#语言自动生成机床常用的数控G代码和运动控制卡代码(Galil代码).通过VeriCut软件仿真及软硬件的实机测试表明:G代码成功地用于机床仿真加工,Galil代码成功地用于机床实验平台自动化空载运行,且实现了圆盘锯加工圆弧和椭圆轮廓.     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

基于UG的五轴机床碰撞仿真系统研发

针对目前五轴联动机床存在的空运行试切等问题,以DMU 70eV机床为例,分析其机床结构并研究碰撞仿真的原理及方法,基于UG系统研发了其碰撞仿真系统.实例验证表明,该系统能准确模拟机床加工过程真实情况,预见实际加工过程中出现的碰撞干涉问题并加以解决.     

基于3-TPS混联机床的后置处理算法

介绍了一种新型立卧转换式三杆混联机床3-TPS(RRR)混联机床,对该机床的结构进行了分析.该机床具有工作空间大、立卧转换、五轴联动、五面加工等特点,并具有加工中心的功能.给出了该机床在实现三轴、四轴加工时的坐标变换过程及变换方程,给出了实现三轴、四轴加工时的后置处理算法及数学模型,并对该机床的立式加工和卧式加工两种情况进行了分析,给出了算法和显式方程.