基于改进BWM-FAHP法的五坐标加工中心可靠性综合评价研究

针对五坐标数控机床可靠性综合评价分析中主观性较大、精度不足以及需要大量先验知识等问题,提出一种最优最劣法(BWM)与模糊层次分析法(FAHP)相结合的评价方法,将数控机床划分为9个子系统,统计各子系统故障数据并计算平均故障间隔时间(MTBF)、平均首次故障时间(MTTFF)、平均修复时间(MTTR)的点估计值、固有可靠度(A)、易维修指数(K),确定了加工中心可靠性、可靠性指标与各子系统之间的综合权重和影响因子,并应用所提方法对加工中心可靠性水平做出量化综合评价,其中进给系统S_(j)的影响度和影响因子都高于其他子系统,即加工中心进给系统S_(j)最薄弱。结果表明:应用文中所提方法便于计算、易于操作、适用性强,所得结果符合机床客观事实,证明了所提方法的合理、有效。

五坐标数控加工的理论误差分析与控制

对五坐标曲面加工中由离散线性运动逼近理想刀具轨迹所引起的理论加工误差进行了较严格的分析。基于五维线性包络运动分析，得出了适用于多种类型刀具的加工误差估计的通用表达式。该误差是三维意义下较严格的刀具包络成型误差，综合考虑了零件表面的局部几何形状、刀具的形状尺寸与刀轴控制参数、走刀进给方向、机床旋转／摆动机构参数以及走刀步长的影响。在此基础上，分析了减小加工误差的措施，给出了能较严格满足给定精度要求的走刀步长估计算法。

五坐标数控加工的非线性运动误差分析与控制

分析了五坐标联动数控系统采用线性五轴插补运动时,与实际的空间非线性连续轨迹之间的理论加工误差;用空间解析几何、齐次坐标变换建立了双转台结构五坐标机床的运动变换数学模型,并结合五坐标数控机床加工过程的线性插补原理,建立了该类五坐标机床的非线性运动误差估计模型,提出了一种非线性误差控制策略.通过仿真分析和试验加工对该模型和控制策略进行了验证.

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间曲面共轭原理 ,确定齿轮切齿矢量关系 ,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换 ,确定出刀具相对工件的位置和姿态 ,实现刀具与工件的相对运动 ,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合 NC机床加工的运动参数。进行了五轴加工的刀具扫描体计算。在计算机上 ,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真 ,给出了相应的计算和实验结果。在通用五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工 ,确定出螺旋锥齿轮

一类开式整体叶轮五坐标数控加工刀轴矢量生成及其光顺方法的研究

研究了一类开式整体叶轮五坐标数控加工刀轴矢量规划问题,分析了现有刀轴矢量生成方法的不足,借鉴动画制作中设置关键帧的思想,提出了一种新的全局光顺刀轴矢量生成方法。首先根据该类的几何特征,在满足不与相邻叶片以及被加工叶片发生碰撞干涉的前提下,设置一些关键刀轴矢量,然后采用样条函数对设置的刀轴矢量进行插值。在生成刀位文件的过程中,通过将曲面上的参数与样条函数的自变量进行某种映射,从而得到样条函数值,并将该值作为该刀位点的刀轴矢量。仿真实例表明,该方法实现了全局刀轴矢量的光顺,实现了转动速度以及加速度的连续,避免了因刀轴矢量突变而引起的机床振动,改善了曲面的加工质量。

任意曲面叶轮五坐标数控加工刀具轨迹生成

以任意曲面叶轮五坐标数控加工为背景,根据叶轮的几何形状,提出了一种高效的侧铣加工刀具———鼓锥形刀.基于鼓锥形刀的等残留高度刀具轨迹计算方法,使刀具按相邻轨迹加工所形成的残留高度相等,加工效率提高.解决了等残留高度法生成刀具轨迹中的核心问题,并对刀具轨迹间距的计算提出了改进算法,计算精度提高.对任意曲面叶轮叶片五坐标数控加工刀具轨迹进行了计算,并与球形刀等参数线法作了比较.结果证明,采用鼓锥形刀等残留高度法,所生成的刀具轨迹长度是球形刀等参数线法刀具轨迹长度的1/3,加工效率是采用球形刀等参数线法的3倍.

自由曲面的五坐标端铣加工研究

针对自由曲面的五坐标端铣加工,建立了平底刀有效切削轮廓的数学模型,分析了刀具姿态对有效切削轮廓及加工效率的影响。沿行距方向,通过对被加工曲面法截线的偏置曲线与有效切削轮廓求交,得到一种走刀行距的计算方法。探讨了影响走刀行距的因素,在不发生干涉的前提下,小的后跟角和侧偏角有利于加工行距的提高。结合平底刀加工不发生过切的充要条件和被加工曲面沿行距方向的法曲率,给出了后跟角的自动计算方法。算例表明,所提出的走刀行距及刀具倾角的计算方法合理可行,能够有效提高计算精度和加工效率。

基于五坐标数控圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理

从微分几何学的角度,探讨了在五坐标数控机床上采用圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理,分析了刀具面与被加工曲面二阶密切的条件。通过对二次型半正定的判别,求得了刀具轴线的位置,给出了点邻域内三阶离差的计算公式,证明了圆柱形刀具与被加工曲面的密切条件等价于刀具轴线与被加工曲面的等距面的密切条件,通过实例验证了所提方法的正确性。

一种开阔自由凹曲面五坐标加工多点刀位算法

为了采用圆环面刀具加工开阔自由凹曲面,提出了一种简单快速的五坐标多点刀位算法.通过构造等距面,圆环面刀具的圆环面与理想曲面的相对关系可以等效为刀具环心圆曲线与等距面的相对关系.在等距面上构造偏置距离等于最大允许残余高度的新等距面,建立在新等距面一点处由法矢量和最小、最大主曲率方向矢量确定的局部坐标系,通过坐标变换得到空间坐标系下刀具环心圆曲线的参数方程.利用改进的求曲线曲面最小距离算法,得到不同刀位下刀具与新等距面的干涉量,当干涉量满足精度要求时停止调整刀轴,可以得到最优刀位.算例显示,新多点刀位算法不仅可以产生大的有效切削宽度,而且比以往的多点刀位算法具有更高的计算效率.

基于机器视觉的五坐标机床旋转轴误差检测方法

提出了一种利用机器视觉技术对五坐标机床旋转轴转角定位误差进行检测的方法。首先,通过制作特定的标志,用CCD相机获取标志图像;然后,通过数字图像处理技术对所获得的图像进行分析处理;最后,根据标志在不同位置处的相对转角偏差计算机床旋转轴的转角定位误差,实现五坐标机床旋转轴转角定位误差的辨识和测量。同时,将该方法与传统检测方法进行对比,实验结果表明,所提出的检测方法简单、高效,可以实现机床旋转轴误差的快速检测,并为五坐标机床旋转轴误差的补偿提供了计算依据。

考虑非线性误差补偿的五坐标数控加工走刀步长改进算法

研究了五坐标数控加工中特有的非线性误差,提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法,在前置处理中即考虑补偿非线性误差。在走刀步长计算过程中,同时考虑弧弦逼近误差与非线性误差,将总的加工误差看作是刀轨参数的函数。该函数求导困难,难于通过给定误差直接计算走刀步长。对弦截法迭代格式进行改进,改进后的方法能够保证正确解在迭代过程中始终位于收敛区间内,并采用改进后的弦截法计算走刀步长。实例计算表明,所提出方法在计算走刀步长过程中能够对非线性误差进行有效的补偿,满足等加工误差要求,同时改进后的弦截法能够收敛到正确解,且收敛速度快,效率高。

基于多体理论的五坐标数控机床的热误差建模

基于多体系统理论 ,针对数控机床加工系统中主轴部分的热误差 ,首次提出了五轴联动数控机床的热误差模型 ;并在MAKINO四轴加工中心几何误差参数辨识结果和主轴热误差参数辨识结果的基础上对该模型进行了仿真验证 ;仿真实验显示该建模方法具有良好的工程应用前景 .

五坐标数控加工后置处理算法的研究

介绍了五坐标数控机床的后置处理原理 ,以CincinnatiMilacronH5 -80 0卧式加工中心为例 ,给出了针对转动坐标分别由回转工作台和主轴摆动实现的五坐标后置处理算法 ,并在该加工中心上得到验证。

五坐标联动数控机床的误差建模及仿真

基于多体系统理论 ,提出了五轴联动数控机床的误差模型 ,并在四轴加工中心误差参数辨识结果的基础上 。

新型五坐标并联机床的机构学及运动学

提出一种新型的五自由度并联机床，由于结构上的特殊设计，它比传统的并联机床具有更高的精度和刚度，更大的工作空间。主要介绍所提出的并联机床的机构学和运动学。

五坐标数控加工后置处理

五坐标数控加工后置处理西北工业大学刘雄伟，王增强，杨海成主题词五坐标联动，数控加工，后置处理１引言五坐标数控加工是指数控机床主轴的五个运动坐标同时作线性插补运动，使刀具走要求的空间轨迹，完成对复杂曲面零件的加工。一般来说，五坐标联动是指机床的Ｘ、Ｙ、...

组合曲面参数线五坐标加工刀具轨迹的计算

提出了组合曲面间拓扑关系的建立方法 通过对曲面相邻边界及相邻角点拓扑信息查询 ,完成刀具路径的合理组织 ;针对目前在给定加工精度时确定参数增量算法存在的不足 ,提出基于等参数线的走刀步长追踪法 ,并对曲率半径趋于无穷大的情况及直纹面加工的情况进行单独处理 ,保证了算法的稳定性和有效性 在此基础上 ,系统地阐述了组合曲面加工中刀触点。

飞机翼面类部件柔性装配五坐标自动制孔设备的研制

在本设计中采用机电一体化的技术,通过使用一种计算机算法消除由公垂线引起的系统误差来保证五轴定位平台的定位定姿精度。在零件制造和装配时,轴与轴之间不能零对零相交,它们之间存在公垂线。如果不消除公垂线,将会产生系统误差而无法保证加工精度。本设计使用西门子840D作为控制系统,公垂线为系统参数。

整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程

大扭曲叶型带冠整体涡轮叶盘结构复杂,五坐标数控电火花加工中成型电极与加工工件极易发生干涉,成型电极进给轨迹复杂.针对上述问题,采用逆向搜索算法搜索成型电极进给轨迹.利用通道内相邻叶盆曲面、叶背曲面设计成型电极,由逆向搜索算法平移和旋转成型电极,再进行干涉检测;若无法得到合理加工轨迹,可减小成型电极厚度,重复该过程,直至成型电极安全退出,同时得到成型电极最优厚度.控制成型电极平移及旋转步长,生成密度合理的NC加工轨迹.系统验证表明,生成的NC加工轨迹优化、密度合理,成型电极厚度优化.

五坐标数控机床后置处理算法

根据五坐标数控机床的运动形式 ,将其归结为三种基本形式。本文针对五坐标数控机床的三种基本形式 ,研究了五坐标数控机床的后置处理算法。