车铣复合机床运动学建模及逆解计算研究

机床的运动学模型建立了刀具和工件之间的运动学关系,是计算机床各轴运动控制指令的基础。文章针对传统的D-H变换法、多体理论在机床运动学建模中存在的问题,提出了基于旋量理论的机床运动学建模。根据TMS-200s型车铣复合机床的结构,求出各轴的运动旋量和指数矩阵,结合刀具和工件运动链,由指数积公式求得运动学正解模型,并基于该模型完成了逆解计算;针对逆解中的多解问题,提出了对称区间与非对称区间,分析了加工中旋转轴所有可能出现的解,并根据相邻行变化角最小的原则,有效地避免了旋转轴转角突变的问题;将2种不同方法计算得到的G代码分别在仿真软件Vericut中对自由曲面进行了模拟加工。仿真结果验证了该运动学模型的正确性和逆解算法的可靠性与必要性。     

改进人群搜索算法优化的直线电机模糊PID控制

为提高永磁同步直线电机的控制性能,文章提出一种改进人群搜索算法(improved seeker optimiza-tion algorithm,ISOA)优化的模糊PID控制策略.根据直线电机的工作原理建立数学模型,针对PID控制难以达到理想效果,在位置环中引入模糊控制,对PID参数进行实时调节;针对人群搜索算法(se...     

五轴义齿加工中心整机模态分析与优化

文章为提高自主设计制造的五轴义齿加工中心的动态性能建立了可信的仿真模型,对该仿真模型和样机分别采用有限元模态分析、模态试验等方法进行研究。对义齿加工中心整机进行了有限元建模与仿真分析,获得了整机模态频率、振型等模态参数;采用多参考点最小二乘复频域法PolyMAX对义齿加工中心进行了整机结构模态试验,获得了相应的整机试验模态参数;通过对仿真数据和试验数据的对比分析,验证了分析模型的正确性;综合考虑模态分析结果和实际工作状况,初步识别出整机结构的薄弱环节,并提出相应的优化方案。实验结果表明,仿真模型与实验结果固有频率误差在11.5%以内,各阶模态之间的MAC值基本在10%以内,优化后关键模态固有频率由343Hz变为445Hz。结构优化使整机固有频率有效避开了设备加工频率,达到了改善其动态性能的目的。     

面向芯片封装的直线电机精密定位控制技术研究

为提高球栅阵列(BGA)芯片封装设备的封装精度和效率,构建高速高精直线电机运动平台,文章分析了永磁同步直线电机(PMLSM)的构造特点及数学模型,并在此基础上建立了直线电机伺服控制系统模型;采用全闭环伺服控制方式和PID+速度/加速度前馈的复合控制算法,研究复合控制算法对系统控制精度的影响。利用激光干涉仪测量该平台的X轴和Y轴定位精度分别为28.3μm和35.0μm,通过分段线性误差模型对平台的系统误差进行补偿,补偿后X和Y轴的定位精度比未补偿前分别提高了84.8%和77.2%。     

CNC系统位置控制模块的开发研究

本文介绍ＣＮＣ系统目前使用的两种基本的位置控制方式：基准脉冲技术和采样数据技术，并分析了一种用于数控轴的无滞后误差调节器的设计，最后介绍我所研制的非圆数控滚齿机十六位微机数控系统位置控制的实现方式及其特点．     

基于CATIA的逆向工程的曲面重建

文章介绍了逆向工程技术的定义,系统地研究、分析了逆向工程的工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分;以鼠标外壳模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CAT-IA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,最终生成鼠标外壳的实体模型;说明了逆向工程的整个设计应用流程。     

数控弯管机三维计算机辅助设计

文章在研究弯管机工作原理和机械结构的基础上,采用PRO/E技术,设计了STAR-03W单模数控弯管机的机械结构,包括弯曲轴、弯曲臂、Y-B向组合机构、调整装置和床身设计等。为深入了解设计结构是否合理以及更准确地控制弯管机的运动过程,对弯管机进行了加工生产过程中的机械运动仿真,实践证明,该数控弯管机设计可靠,能广泛应用于汽车、空调等行业的各种管件和线材的弯曲。     

钢筋混凝土剪扭构件承载力计算公式的研究

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(以下简称《规范》)在剪扭复合作用构件承载力计算中采用三段折线关系,将1/4圆弧外扩,导致设计偏于危险;丁大钧建议公式使用1/4圆弧模型,但在选取混凝土剪力项折减系数时低估了混凝土部分的抗剪能力;黄靓建议公式使用内缩的直线模型,设计偏于保守.在1/4圆弧相关关系的基础上提出两种修正公式.实例对比表明,两种修正公式安全于《规范》公式.算例分析表明,两种修正公式既能完全满足1/4圆弧相关关系,又较好地满足了黄靓提出的直线相关关系且两种修正公式计算结果相当接近.     

开放式数控系统空间曲线插补跨卦限策略研究

为简洁实现空间曲线插补,基于开放式数控系统研究插补跨卦限策略.规划了全软件 CNC 系统和 NC嵌入PC系统插补模块的分子模块实现理论,以圆柱螺旋线和空间直线为例,研究了坐标仿射变换、自动跨卦限处理,及基本插补子模块调用的原理和技术.最后,用自行开发的全软件 CNC 系统进行了实例验证.实现了开放式数控系统插补模块单元化开发,兼顾了系统开放性与实时性,相关策略和原理亦可应用于其他空间曲线的插补.     

基于电子齿轮箱的内齿珩轮强力珩齿轮廓误差补偿控制研究

多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点,由于是多轴联动产生的结果,仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差,进一步提高珩齿的加工精度,文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机床结构,根据珩齿多轴电子齿轮箱(electronic gearbox, EGB)控制系统的数学模型推导出基于齿轮啮合原理和坐标变换的齿面轮廓误差数学模型,并设计出一种简单的齿面轮廓误差补偿控制器。仿真和实验结果表明,所提出的补偿控制策略对降低齿面轮廓误差有显著的效果。该文方法对提高珩齿实际加工精度具有一定的指导意义。