PITTLER-2机床的数控化研究

针对德国PITTLER-2卧式车床加工中心数控升级改造需求,进行机床数控化方案研究。采用德国西门子数控公司的802D SL数控系统控制两进给轴,使用PLC实现12工位刀塔控制、液压站及主轴档位电磁阀等开关信号联动,采用6RA27直流调速装置对原机床SIEMENS主轴直流电机(40 KW,1 500 RPM)进行变频调速。实现了该型号机床两轴进给控制、12工位刀塔驱动、主轴直流电机调速、液压站主轴变档等功能。该方案极具可行性和实用性,扩展了机床功能,具有极高的性价比。

我国机床数控化的现状和未来对策

介绍目前我国机床的数控化现状。通过分析制约发展的部分因素,提出我国未来数控机床进一步优化的部分策略。

基于西门子802C baseline数控系统的集成

在经济型车床或铣床的数控化改造领域,采用德国西门子公司的802Cbaseline型数控散件产品,集成为国际品牌通用数控系统。该型号数控系统的集成可靠性高、扩展性强,能满足用户对外观、功能配置、功率需求、接口扩展组态等方面需求。

CK45-600X3机床的数控化控制

利用德国西门子数控公司828D型号数控系统模块、增添插补进给轴结构等平台,设计了CK45-600X3型号机床复合功能的伺服驱动、PLC编程的开关信号检测、12工位刀塔控制等功能,并与视频监控系统等一起完善了机床数控化的控制需求,整机系统已用于实践。结果表明,该套整机系统充分激活了机床和数控系统功能,可行性和实用性很强,具有很高的性价比。

加工中心的改造

介绍一种立式加工中心的改造,结合机床的特点,重点介绍机床主轴部分的改造。选用FANUC 0i-MC数控系统及αi轴伺服系统及主轴伺服系统对机床进行控制,并使用HEIDENHAIN光栅尺作为各轴的位置检测元件,构成全闭环控制系统。

自动铣削的动态仿真分析

自动铣削动态仿真的视向离散法,将刀具和工件离散成沿视线方向的直线段,并用刀具直线段剪裁工件直线段以反映切削效果,但仿真结果不具连续性。改进为三角片离散法,即将工件上表面离散为均匀点并将其连为三角片矩阵,程序运行时按刀具路径修改工件上表面点阵高度,再实感渲染动态仿真,解决了加工申多种误差的测量问题。

深孔变截面槽拉刀的优化设计

针对传统拉刀存在加工困难和刚性差等问题,对深孔变截面槽拉刀进行优化设计。分析了传统拉刀的误差产生原因,通过取消刀片的圆弧导向结构,采用芯子滑槽斜面与新刀片直接连接,使齿升量与进给量的关系呈线性关系,简化了芯子、刀片两件的结构,并使用Pro Engineer软件完成拉刀改进设计。分析结果证明:该优化方法达到了优化目标,有效降低了试制时间和成本。

等壁厚螺杆钻具高效加工工艺技术

针对目前国内等壁厚螺杆钻具加工存在的不足,对等壁厚螺杆钻具高效加工工艺技术进行研究。阐述等壁厚螺杆钻具加工的特点以及现状,从专用拉床、专用控制系统和工艺过程等3方面出发,进行加工等壁厚螺杆钻具的加工工艺技术研究,并通过实验验证。实验结果表明,该技术能实现等壁厚螺杆钻具的高效加工。

基于尺寸预测的激光立体成形30CrNi2MoVA工艺参数研究

30CrNi2MoVA钢广泛应用于兵器装备制造行业,采用该材料进行激光立体成形工艺研究。通过回归正交设计方法,结合同轴电荷耦合元件相机对熔池形貌实时监测,选用指数型回归模型得到了激光立体成形主要工艺参数对30CrNi2MoVA钢单道熔覆尺寸的影响规律,明确了影响熔覆层宽度和高度的显著性因素及相应回归方程。光斑直径、激光功率和扫描速率显著影响熔覆层宽度,熔覆层宽度同光斑直径和激光功率呈正相关而同扫描速率呈负相关;扫描速率和送粉率显著影响熔覆层高度,熔覆层高度同扫描速率呈负相关,同送粉率呈正相关。实验验证结果表明:该成形尺寸预测模型准确。基于熔覆层宽高比预测值确定了在3.5 mm光斑直径下成形30CrNi2MoVA钢的工艺参数选择范围,激光功率应处于1300~3000 W之间,送粉率在0.7~2.5 r/min之间,扫描速率在5~12 mm/s之间。

基于神经网络PSD算法的LMD自适应控制系统

为解决送粉式金属直接成形过程中,会出现机械性能降低、多物理场耦合、机理复杂、工艺参数多、熔池凝固速率较大等问题,设计一种基于神经网络PSD算法的成形过程自适应成形闭环反馈控制系统。根据光学系统实时监测激光熔池的图像信号,利用图像融合与视觉检测技术构造熔池图像特征集,对工艺参数与熔池尺寸动态关系进行分析,构建成形质量精度辨识体系,通过神经网络PSD算法优化,实现LMD成形过程工艺参数的自适应控制。仿真结果表明:该控制器对熔池宽度有较高的控制精度,可改善制造工艺成形质量和保证工艺稳定性。

深孔拉削过程的掉电应急技术研究

针对深孔拉削过程中因突然掉电而影响产品加工质量的问题,进行掉电应急处理技术研究。开展短时蓄能、跟随插补、掉电记忆、上电恢复等多技术环节研究,进行掉电检测与信息保存、断点继续和特殊运动控制。实际应用结果表明,笔者开发的SKL3专用数控系统实现了深孔拉削的安全加工。