高档数控机床主轴动态特性研究

基于数控机床主轴进行研究,通过切削和空转振动试验了解了实际加工中的振动情况,并通过模态试验得出整机薄弱环节主轴箱对应的模态参数.对主轴的刚度进行了测试,并进行了主轴优化设计方面的探讨.研究结果可为高速主轴系统的动力学分析和优化设计提供一定的理论依据.     

数控机床主轴箱振动模态测试

采用脉冲激励方式,应用B＆K公司的PULSE分析系统和Me’scope软件搭建数控机床主轴箱的振动模态测试系统,测试了数控机床主轴箱的结构动态参数,得到拟合的频响函数曲线和主轴箱各阶测点相对于参考点的振动幅值,提出对数控机床主轴箱的优化设计建议．     

基于MATLAB优化工具箱的机床主轴优化设计

基于现代机械优化设计理论,建立了以数控机床主轴的体积最小为目标函数的优化数学模型。运用MATLAB优化工具箱对机床主轴进行优化设计,使主轴的设计在保证其强度、刚度的前提下达到体积最小的优化要求。缩短了机床主轴的设计周期,提高了设计效率,从而降低了主轴生产成本。通过对优化结果的研究和分析,表明该设计方法简单、实用、效率高,机床主轴参数优化的结果合理、可靠。     

基坑桩锚支护遗传优化设计研究

运用遗传算法对基坑桩锚支护优化设计进行了一系列的研究,对桩锚支护优化设计模型及其遗传算法细节进行了设计,并通过一工程实例验证了基坑桩锚支护遗传优化设计的有效性和算法程序的正确性.     

FANUC 0iD主轴控制原理及在机床维修中的应用

该文深入、详细地分析了FANUC 0iD主轴转向与转速的控制原理,阐述了FANUC 0iD的主轴转向由PMC进行控制,转速主要由CNC进行控制.并且结合实例,说明了主轴转向控制原理在数控机床主轴故障维修中的应用,为数控机床主轴故障的维修提供了一种切实、有效的方法.     

基于ANSYS二次开发技术的改进遗传算法在结构优化设计中的应用

为克服基本遗传算法的缺陷,提高其全局搜索能力,提出了基于并行小生境算法、可疑峰值点判断方法和局部搜索技术的改进遗传算法。通过引入VC++对ANSYS的二次开发技术,将改进遗传算法与结构计算和优化相结合,使程序具有较强的处理实际问题的能力。最后通过对平板模型支撑位置优化算例的分析,验证了改进算法的可靠性和实用性。该方法对其它复杂工程结构的优化设计同样适用。     

基于混合蛙跳算法的机床主轴优化设计

对机床主轴的多参数优化设计的群智能算法进行研究.通过分析主轴的受力情况以及边界条件,建立了机床主轴的非线性约束优化的数学模型;同时介绍了混合蛙跳算法(Shuffled Frog Leaping Algorithm,SFLA)的基本原理,并将SFLA应用到实例计算中,得到了机床主轴结构参数的优化组合.试验结果表明,SFLA比其他常规优化算法的求解结果更可靠,充分显示了SFLA在机床主轴部件优化设计中的效益和应用价值.     

基于遗传算法的数控机床服务模块配置设计

为实现数控机床总体配置的最优化设计,采用遗传算法对数控机床服务模块进行配置设计.根据数控机床产品全生命周期过程中相关服务类型,将服务模块划分为产品相关服务模块和产品不相关服务模块.主要研究产品不相关服务模块,利用遗传算法对各个服务模块进行编码,并以服务价值系数、服务质量水平和客户相对满意度作为优化目标构建适应度函数,建立数控机床服务模块化多目标模型.通过各个服务模块以及子模块之间的相互约束关系保证模型的有效性.最后,通过MATLAB编程求解得到服务模块配置方案.     

高速精密数控车床主轴箱多目标优化设计

为了提高数控机床主轴系统的静、动、热态综合性能,对主轴箱进行多目标优化设计。通过ADGM15高速精密数控车床主轴系统热-力耦合分析,计算出主轴跳动量。选择主轴箱筋板厚度、筋板间距、筋板位置、主轴箱内孔直径及壁厚为设计变量,主轴端部跳动和主轴箱质量为优化目标。用有限元法与模糊综合评判法相结合获得了优化设计的最优解,使主轴端部的径向跳动、端面跳动、主轴箱的质量分别降低了2.06%、2.29%、7.04%,提高了主轴箱的综合性能。     

基于遗传算法的客车车身骨架优化设计

提出一种基于遗传算法的桁架式客车车身骨架的优化设计方法.应用有限元分析软件ANSYS建立了车身骨架有限元模型并进行计算,采用遗传算法进行优化.优化后车身总质量减轻719 kg,减重比例接近25%.结果表明,基于遗传算法的优化设计明显优于常规的数学规划方法,实现了某电动大客车车身骨架的轻量化设计.     

机床主轴动态特性优化设计的遗传算法实现

机床主轴的动态特性设计可归结为特征值反问题的求解。研究了基于神经网络和遗传算法机床主轴动态特性结构优化设计的求解方法。计算结果及分析表明它是求解一切特征值反问题的有效方法。     

数控车床主轴弯曲刚度校验的研究

提出可根据数控车床设计时选用的典型切削条件来计算机床总刚度。在进行主轴刚度校验时，可选用按机床总刚度确定的主轴刚度指标。也对主轴简化和轴承刚度计算提出建议。     

多条件数控铣床切削振动控制

为了合理控制铣削过程中产生的振动,利用切削振动信号、机床主轴电机功率和主轴转速信号等多控制条件,设计了数控铣床切削振动控制系统。对VMC850数控铣床切削振动信号进行了检测,通过时域和频域分析确定了均方根和功率谱密度等数控机床切削振动控制的参量的阈值和切削加工参数的回避值;结合主轴电机的功率和主轴转速等信息,对机床切削参数进行了控制,实现了对进给速度和主轴转数的智能控制。该控制系统的使用,提高了数控机床的振动控制能力。     

Fault Tree Analysis of CNC Machine Tool Based on BDD Technology

CNC machine tool is a large complex system which contains both mechanical and electrical components.As one of these components,the spindle is crucial for the performance of CNC machine tool.To improve the quality of CNC machine,the reliability of spindle was evaluated in this paper using a fault tree analysis(FTA)method.The FTA method is a set of calculation methods based on Boolean algebra.However,it is difficult to analyze a large and complex fault tree with inaccurate results and low efficiency as well as the complexity of time and space.Both of them will result in the so-called "combinatorial explosion".To overcome this problem,the analysis method based on binary decision diagram(BDD)was introduced in our works,and a sorting method about bottom events was also recommended which can reduce the size of the BDD effectively.     

Petri网逆网在主轴故障诊断中的应用

为了能够快速寻找主轴故障原因,采用 Petri 网逆网对数控机床主轴进行故障诊断。建立 petri 网逆网模型构建数控机床主轴关联故障可达图,深入系统分析主轴故障的各个子系统、故障模式和故障根本原因,并对故障模式和故障原因进行关联性分析;分析状态转移可达集,掌握主轴关联故障的传递过程,寻找导致主轴故障的根本原因;并以数控机床主轴噪声大为例描述数控机床主轴 Petri 网逆网故障诊断过程。主轴关联故障的 Petri 网逆网研究,有助于迅速进行主轴故障诊断与维修,缩短修复时间,进一步提高主轴的可用度。     

面向数控机床设计知识图谱构建的实体识别

为解决数控(computer numerical control, CNC)机床设计知识图谱构建过程中关键实体的抽取问题,制定了数控机床领域知识分类标准和标注策略,构建了领域数据集,并提出了一种基于RoBERTa(robustly optimized BERT pretraining approach)的数控机床设计知识实体识别方法。首先,利用数控机床领域数据集对RoBERTa模型进行微调,再利用RoBERTa对文本编码,生成向量表示;其次,采用双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)网络提取向量特征;最后,利用条件随机场(conditional random field, CRF)推理出最优结果,进而为实体打上标签。实验结果表明：模型在数据集上的F₁值为86.139%;对多数关键实体的F₁值大于85%;相比其他模型提升2%～18%。可见该方法在数控机床设计知识实体识别中具有明显优势,能够识别机床设计知识文本包含的关键实体,为数控机床设计知识图谱构建提供了数据基础。     

基于电力测功和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台设计

 高速数控机床的工作性能首先取决于高速主轴的性能。设计了一种基于电力测功加载系统和压电陶瓷加载系统的高速电主轴可靠性试验台,它能够完成转速为18000r/min以上的电主轴可靠性试验;实现高速电主轴的性能指标测试,如电主轴温升控制,主轴的径向跳动和轴向窜动等的测试;采用电力测功加载系统及压电陶瓷加载系统模拟主轴受力状况(包括径向力、轴向力与扭矩),实现电主轴的动态加载实验与测试;检测试验过程中的各种故障,记录试验过程中试验信息,并可进行查询,通过采集的参数数据进行可靠性分析,为提高电主轴的可靠性提供了定量数值评估平台。