基于EtherCAT总线数控系统的螺纹加工控制方法

螺纹切削切入点的正确性对螺纹高精度加工尤为重要。提出基于EtherCAT工业现场总线数控系统的螺纹加工软件同步控制方法。利用EtherCAT总线从站IO单元测量主轴编码器角位移,采集相对于编码器零点信号,编码器当前所处角度位置的零点偏差脉冲数。在螺纹加工加速阶段根据编码器零点偏差脉冲数,补偿Z轴进给的滞后距离,实现螺纹加工起点精确同步控制,确保螺纹多次重复切削和切削多头螺纹时,切入点的准确性和可重复性。在螺纹插补控制流程中,需要在螺纹加工之前对主轴转速进行稳定检测;提出螺纹加工匀速目标速度计算方法与限制条件;针对单头、多头螺纹、连续螺纹的分度,建立螺纹切削切入点偏移角度计算方法。利用所提方法,在数控车床上多批次加工单头和多头螺纹,并检验工件精度,验证了该方法的准确性、可靠性。

减速电机一体式联接方式动力学及有限元分析

以2K-H行星齿轮减速器为研究对象,探究电机与减速器不同联接方式对减速电机运行效果、轴向尺寸、零件总数的影响。利用SolidWorks建立键联接与一体式联接的行星齿轮减速电机模型,再使用ADAMS分别对2种联接方式建立虚拟样机,进行动力学分析,并对不同负载下2种联接方式的运行效果进行比较,验证了一体式联接方式并不会降低减速器运行效果;使用ANSYS进行有限元分析,验证不同联接方式对关键零部件强度的影响。结果表明,一体式联接方式在减少零件总数、缩短轴向距离、优化强度条件方面优于键联接方式,为电机、减速器高度一体化提供理论依据。

高速高精数控磨床自修形装置模态分析与优化

数控磨床自修形装置是利用磨床数控系统对砂轮进行母线修整的装置,其动态性能直接影响加工精度和颤振稳定性。文中利用SolidWorks建模软件建立了高速高精数控磨床自修形装置的三维模型,输入ABAQUS有限元分析软件,建立其动力学有限元模型,研究修形装置结构对其模态频率的影响规律。结果表明通过修形装置的结构调整可以有效地控制其模态频率,降低颤振对磨床砂轮修形精度的影响。

数控车床在线检测及偏差自动补偿的实现方法

介绍了一种基于TPK980Ta数控系统和IRP红外测量仪,在数控车床上实现内孔加工在线检测和偏差自动补偿的方法。基于该方法,辅以自动化上下料装置,可实现数控机床单机、多机自动化生产线的无人值守加工。

MLT高速高精外圆磨床及基于ARM的磨床数控系统研究

根据市场需求,设计了MLT高速高精外圆磨床以及数控外圆磨系统,包括基于ARM的外圆磨床三轴数控系统、砂轮修整装置和多传感器监测系统等,满足轴类、凸缘等零件的加工,精度较普通外圆磨床明显提高。配合不同形状的砂轮可实现蜗杆、螺纹等任意连续变化的复杂曲面的精磨加工,使MLT磨床适用范围更广。设计的多传感器监测模块可预判系统的故障,保证了MLT磨床运行稳定和可靠。目前,MLT高速高精外圆磨床以及MLT外圆磨床数控系统已推向市场,获得用户的一致好评。

YKH200数控弧齿锥齿轮铣齿机设计与分析

针对传统机械型铣齿机结构复杂、传动链长、精度差、速度低,无法满足高速、高精度齿轮加工要求的状况,设计了YKH200数控弧齿锥齿轮铣齿机及迈雷特H218i型数控系统,分析该机关键部件结构,采用有限元方法对数控弧齿锥齿轮铣齿机进行静/动态特性仿真分析,并对关键件立柱进行了拓扑结构优化。结果表明:优化后立柱的静刚度与前2阶固有频率比优化前均有所提高,质量减少7.32%。实践证明,该铣齿机采用常规速度切削加工齿轮时,性能稳定,工作可靠。但高速切削加工齿轮时,某些高速切削的工况仍有可能发生共振情况,需进一步提高整机刚度或采用其他方法进行抑振。为进一步提高整机刚度,实现机床在更高切削速度加工齿轮提供参考依据。

数控机床与数控机床的电气控制系统研究

如今计算机技术的普及,机械工业的发展也在不断的进步,将自动控制技术、计算机综合在一起进行机械加工,是未来的发展趋势。数控机床就是一项集机械、计算机等高效、自动化设备于一体的。数控机床电气系统是一项非常重要的技术,操作人员应当充分的了解电气工作的原理,了解整个电气控制系统,从而达到将数控机床的自动化运用到实际的电气控制装置上。

螺旋锥齿轮齿面加工偏差的敏感性分析

螺旋锥齿轮齿面复杂,为了研究机床几何误差对齿面偏差的敏感性,在建立螺旋锥齿轮齿面加工偏差模型的基础上,分别采用局部敏感性分析方法和Sobol全局敏感性分析方法,研究输入参数范围变化对输出结果的影响,确定了影响齿面偏差的关键几何误差。从输入参数和输出结果两个方面比较了两种分析方法的特点。明确了敏感性分析方法的选取原则:对于输入参数的分布范围不明确或者分布情况相似的线性或非线性不强的模型,可以考虑采用局部敏感性分析;对于输入参数的分布范围复杂、准确性要求高的非线性模型,适于采用全局敏感性分析方法。

基于IEWT-IDWAE的滚动轴承故障识别

针对噪声导致深度学习识别滚动轴承故障时深层网络收敛速度变慢以及识别率降低的问题,提出一种改进经验小波变换(IEWT)结合改进深层Wasserstein自动编码器(IDWAE)的故障识别模型。首先,针对经验小波变换的过分解问题,提出一种振动信号频谱有效边界划分方法,进而将信号自动分解为不同频段的调幅-调频分量;然后,利用一种新的AM-FM分量筛选指标选择主要分量进行重构,实现对信号的有效降噪;最后,针对变分自编码器训练困难的缺陷,引入Wasserstein自编码器,根据中间层神经元的激活值对神经元大小进行自动增减以构造IDWAE,将经IEWT降噪后的信号输入IDWAE进行自动特征提取和故障识别。试验结果表明:IEWT-IDWAE在一定程度上缓解了工程人员对繁琐的特征提取和特征选择的依赖,对噪声的鲁棒性高,故障识别率达到了99.57%,标准差仅0.12,故障识别能力优于其他组合模型方法。

基于PCA和希尔伯特谱的柔性薄壁轴承故障诊断研究

针对柔性薄壁轴承在发生故障时产生的非平稳、非线性信号,采用希尔伯特-黄变换方法对其进行分析,同时针对噪声信号会污染整个希尔伯特谱的问题,提出基于SVR谱的PCA降噪算法。通过仿真分析和柔性薄壁轴承故障实验,从轴承内、外圈故障仿真信号和实际信号的希尔伯特谱中,均能够得出外圈故障信号频率的变化率为轴承转频的两倍、而内圈故障信号频率的变化率与轴承转频一致的结论。该结论可为工程实际应用提供理论指导。

立式袋装机可重构模块化设计研究

文中基于现代可重构模块化设计,介绍了立式袋装机的可重构和模块化的设计思路,研究了四边封包装机的CAD技术和参数化系统设计。该研究在快速设计、降低成本和改善总体质量的原则上,将单个装置组合成四边封立式袋包装机,通过对设计产品进行系统评价分析,在保持总体机架、电机和切割辊参数不变的情况下,该包装机的可靠性和工作效率均能满足高质量产品的加工生产需求。

Savitzky Golay-WPT在滚刀主轴振动信号降噪中的应用

为消除滚齿机在加工过程中,滚刀主轴振动信号因环境影响而产生的噪声信号,提出一种基于Savitzky Golay-WPT的信号降噪方法。对原信号进行计算,得其最佳小波包分解树;根据最佳分解树,进行小波包变换(WPT),得小波包系数;利用阈值函数对小波包系数进行筛选;结合最小二乘拟合方法对小波包筛选后系数进行重构。结果表明:与传统小波包和CEEMDAN相比,所提方法降噪性能分别提高31.35%和22.71%;在实际加工数据中,与传统小波包方法对比,该方法可减少中心频率周边干扰,使中心频率特征更突出,降噪效果更明显。

基于改进遗传算法的模具零件孔群加工路径优化

为提高孔群模具的加工效率,提出了一种最近邻、遗传算法和禁忌搜索相融合的改进遗传算法。采用最近邻算法选取一系列好的初始种群,同时将禁忌搜索中"禁忌"的思想引入到遗传算法中,并在进化过程中随机引入部分新个体,进行迭代搜索。根据孔群加工特点建立了类似旅行商问题的数学模型,并用改进算法求解最短加工路径,在分布复杂的孔类模具上进行数值实验。轮胎实例应用结果表明,改进算法优化后路径长度比CAM系统算法优化后路径长度缩短5.31%,比X向路径法缩短77.88%,比Y向路径法缩短77.63%,比最近邻算法缩短4.52%;当实验参数相同时,改进算法路径长度比遗传算法缩短14.65%,且运行时间平均缩短了63.60%。改进算法的路径长度明显缩短,有效提高了孔群的数控加工效率。其通用性较好,在提升数控系统孔群加工效率方面具有参考价值。

小模数弧齿锥齿轮的精确建模与齿面接触仿真

双重双面法铣齿加工是小模数弧齿锥齿轮的主要加工方法,传统双重双面法的齿面啮合状况需要人工调整,过程繁琐且齿面接触质量难以保证。针对小模数弧齿锥齿轮双重双面法加工的特点,建立了双重双面法加工坐标系,按照齿面加工参数和刀具参数,由刀具的切削锥面方程,经过坐标变换推导被加工齿面的齿面方程,并计算得到齿面上关键点的坐标值,利用这些关键点坐标,可以创建理论齿面片的三维模型,进而创建了齿轮副的整体三维模型。利用计算机数值仿真技术,对齿轮副进行了齿面啮合仿真。根据仿真结果,可以调整齿面加工参数,以改善齿面的接触情况,减少目前齿面接触区要依靠人工调整的繁琐过程。在提升齿面啮合质量的同时,也提高了齿轮副的实际生产效率。

采用概率混合模型的圆周曲线识别方法

曲线识别是图像识别和机器视觉的一个重要研究课题。建立圆周曲线的概率混合模型,并分别利用EM算法和贝叶斯阴阳和谐学习(BYY)算法,在曲线条数已知和未知的情况下实现模型选择和参数估计,从而完成对圆周曲线的识别以及数据点的聚类。试验结果表明:用这两种算法处理平面曲线的混合模型可以准确地估计出曲线条数并同时完成参数估计,较好地完成曲线识别。

基于双尺度调控的电主轴轴承预紧力优化方法

为研究复杂工况条件下运行激励引起高速电主轴轴承动力学变化对轴承预紧力的影响过程,建立了一种适用于全功能高变速域的高速电主轴角接触轴承预紧力、速度和疲劳寿命耦合优化模型。提出基于轴承疲劳寿命尺度和可靠性度尺度综合控制的轴承预紧力优化方法,构建考虑滚动体滑动、自旋转、陀螺运动的轴承动力学分析方法,研究轴承预紧力与轴承运行状态的动态定量映射关系,以高速电主轴运行过程中轴承疲劳寿命为优化目标,通过可靠性影响因子和疲劳寿命影响因子的双尺度调控,实现轴承预紧力动态优化分析。分析表明:速度激励条件下可通过预紧力动态优化来实现轴承动力学特性动态控制,采用疲劳寿命尺度和可靠度尺度综合调控,可实现轴承预紧力动态定量优化。

基于MLT980Ma的免编程钻攻系统的设计实现

在数控系统编程过程中,如何更方便、更快速地进行钻攻加工程序的编制,是当前数控机床应用中面临的一个重要难点。常用的钻铣床数控系统中采用G代码的方式进行钻攻编程加工,代码参数多,编程繁琐,效率低下。为了解决这种加工编程中的痛点,通过对不同品牌钻铣床数控系统钻攻功能的分析,归纳出常用钻攻编程的ISO G代码编程指令参数规律,总结出借助宏变量指定,设计一种使用图形参数式的编程方法,可以实现免编程的钻攻加工功能。通过这种方法,操作者无须编程,只需在相关页面中按提示选择孔型、加工方式,输入相关的尺寸数据、加工工艺数据等,即可实现线性孔、圆弧孔、错位孔等常见孔型的钻孔工艺,以及镗孔和攻牙的自动加工工艺。此设计思路也可用于数控系统中类似专用加工的设计,具有实用价值。