数控磨床电控系统可靠性建模与评估研究

电控系统作为数控磨床关键子系统之一,尚未有学者对其开展可靠性建模与评估研究。文章对北京第二机床厂提供的MKS型数控磨床电控系统故障数据进行预处理,并绘制概率密度散点图,发现图像趋势符合威布尔分布或指数分布,再利用最小二乘法进行参数估计,经模型检验后引入灰关联度进行模型优选,确定电控系统故障数据所属分布模型为指数分布。最后计算了电控系统平均故障间隔时间MTBF、平均维修时间MTTR和固有可用度A_(inh)。评估结果已反馈给厂家并获得认可,对提升数控磨床整机的可靠性水平有重要意义。

基于非参数回归响应面法的高精车铣复合机床床身多目标联合优化设计

精密化是机械加工领域追求的目标,数控车铣复合机床作为高端机械加工装备,其床身的动静态特性对机床加工精度有显著影响。针对当前床身结构优化方法效率低、效果差的问题,文章提出一种非参数响应面法的多目标联合优化方案。该方案首先根据有限元分析结果挑选出模型的优化尺寸,并将床身质量、最大形变、一阶固有频率作为联合优化目标;通过建立参数试验对尺寸进行敏感性分析,精准选出敏感性较大尺寸;基于非参数回归法建立响应面,导入所选尺寸,计算试验样本的响应值,建立非参数回归响应面优化模型,并采用多目标遗传算法找出最优设计方案。最优方案优化结果为:机床床身最大形变降低约14.667%,一阶固有频率提升约3.187%,质量降低约1.208%。结果表明该优化方案能够高效提升机床床身动静态特性,为机床优化设计提供理论依据。

复合磨床砂轮架模态分析与试验研究

基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型,采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部,在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型,对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明,采用弹簧阻尼单元模拟轴承滚动结合部的有限元模态分析与动态试验结果吻合,验证了该方法的可行性。弹簧阻尼单元替代轴承可以减小建模难度,并为砂轮工作转频和转塔结构优化提供参考依据。

基于Kriging模型的主轴箱多目标尺寸优化

以自研五轴工具磨床为研究对象,利用Inventor建立其三维模型,导入ANSYS Workbench建立其整机有限元模型,通过对整机的模态分析与谐响应分析确定主轴箱为影响整机动态特性的关键部件。对主轴箱进行静动态特性分析,以主轴箱1阶固有频率、几何质量与最大变形量为目标函数,以主轴箱各壁厚以及斜度等为设计变量,基于Kriging法建立其响应面模型,对其进行多目标优化,从而得出最优Pareto解集,最后对优化后主轴箱进行验证。结果表明:主轴箱的1阶固有频率从113.03 Hz提升至144.50 Hz,提升了27.84%,几何质量减少了3.83%,最大变形量减少了10.31%,主轴箱综合性能显著提高。

SINUMRINK84OD-SL系统在轧辊磨床升级改造中的应用

2015年开始,西门子公司将SIEMENS 840D-PL系列产品列为淘汰产品,西门子工厂停止生产,大部分企业开始采用机械部件利旧,电气设备升级成新一代SINUMRINK 84OD-SL系统,改造老旧磨床设备,实现产品升级换代,满足生产使用要求。

基于AM623的磨床数控系统开发及应用

随着嵌入式微处理器和数控技术的快速发展,基于单片机的传统型数控系统需要提档升级,单任务的汇编语言程序需要移植到多任务的实时操作系统。根据用户数控磨床的研发需要,基于AM623微处理器,辅以复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)构建了数控系统的硬件平台,在RT-Linux实时操作系统中移植了数控磨削功能模块。实际应用表明,开发的磨床数控系统具有精度高、响应速度快、稳定性好等特点,可以满足磨削的生产需要。

高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施

针对某国产品牌电主轴在实际应用中易出现回转精度超差的问题,分析造成电主轴产生精度超差的主要原因是电主轴的气密封效果不佳,使得前端轴承及碟形弹簧进油受污染,从而导致电主轴前端轴承失效、轴芯磨损和拉刀力衰减过快。通过提升气密封压力值和改善轴芯材质及拉刀机构,解决了电主轴内部进油、轴芯磨损和拉刀力衰减过快的问题,使电主轴使用寿命提升1倍以上。

基于库仑摩擦定律的机床导轨润滑研究

机械结构磨损的本质就是有相对摩擦,减小摩擦就能降低磨损,而机床减小摩擦的方式便是有足够的润滑。润滑是机床设计和使用中特别重要的一个环节,机床的结构中包含了很多机械传动形式及各式各样的摩擦副,润滑方式的选择是其设计中的要点,也是判断其性能优劣的一个重要指标。导轨是机床实际应用中最容易、最常见的磨损机构。本文以库伦摩擦定律为理论基础,以机床导轨的润滑为例,提出了相应的设计方法和理念,期望本文能够给机床生产厂和机床使用厂家提供设计参考,将更加高效可靠的润滑方式进行推广,推动中国制造更好的向前发展。

基于力觉伺服轨迹规划的磨抛工业机器人曲面跟踪控制研究

为进一步提升工业机器人磨抛自由曲面时的轨迹跟踪控制技术,设计一种自由曲面磨抛轨迹自动生成方法。生成工件的STL模型,利用Bezier三角曲面拟合方法得到工件的拟合曲面,基于螺旋式磨抛轨迹实现自由曲面轨迹规划;利用等参数法和轨迹偏置的方法生成全部的轨迹,根据曲线路径曲率的变化,自适应调节控制点的间距,避免了曲线偏置时的干涉问题;在工业机器人腕处安装6D力传感器,利用力/位置混合控制方法对工业机器人进行运动轨迹跟踪控制。通过实验平台测试,验证该方法能够有效地进行曲面跟踪控制。

数控磨床在磨削中的几个问题及采取的措施

数控磨床是当前工件加工的常用设备,为了提升工件加工的质量和效果,在采用磨削工艺进行加工时,必须关注常见的加工问题,采用合适的磨具,科学调整磨削工艺参数,避免由于磨削加工失误造成工件质量下降等情况。基于此,探讨了数控磨床在磨削中的常见问题,包括表面划痕、精度误差和表面烧伤问题,然后针对性提出了解决上述问题的具体措施,希望能够提升磨削加工效能,满足工件制造需求。

数控磨床砂轮架部件的设计与研究

用磨料磨具(砂轮、砂带、油石和研磨料等)为工具进行切削加工的机床,统称为磨床(英文为Grinding machine),它们是因精加工和硬表面的需要而发展起来的[1]。磨床种类很多,主要有:外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床,如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等[2]。对外圆磨床来说,又可分为普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床、端面外圆磨床等。以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外,还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床,以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。

端面压紧机构在微型抗磁轴承磨削中的应用

针对传统电磁无心夹具和双滚轮夹具不能满足微型抗磁轴承非铁磁性材料套圈外表面加工需求的问题,结合现有磨床设计了端面压紧机构,实现了代替电磁线圈产生轴向力的目标,并详细介绍了端面压紧机构以及各部件功能。采用端面压紧机构磨削加工的轴承小外径面和端面各项指标均满足技术要求,验证了该机构在抗磁轴承套圈磨削过程中的可行性、可靠性,且新方案缩短了工艺流程,降低了加工难度、劳动强度及废品率,提高了生产效率。

基于附加载荷损耗系数的磨削比能预测方法研究

提出一种利用BP神经网络预测数控磨床附加载荷损耗系数,以剔除附加载荷损耗功率,获取用于去除材料的磨削功率的方法,可用在实际加工过程中无法使用仪器设备测量力或力矩大小的比能预测场景。基于数控磨床运行状态功率模型与附加载荷功率平衡方程,对不同工艺参数的试件加工后得到多组附加载荷损耗系数及功率增量,利用BP神经网络建立工艺参数与附加载荷系数之间的非线性关系,间接获取磨削功率,实现磨削比能的预测;在数控高精度卧轴矩台平面磨床MGK7120×6/F上进行验证实验,证明了所提方法的有效性。

某航空整体叶轮五轴加工关键技术研究

介绍了整体叶轮的功能作用、技术要求及加工难点等;系统介绍了某轴流式航空整体叶轮的加工流程;详细解析了各个环节的核心技术,包括工艺、夹具、刀具、刀位轨迹设计、仿真验证以及实际加工等。经验证,采用该工艺流程及刀轨策略非常成功,加工出的整体叶轮达到了设计和精度要求。最后,提出了整体叶轮下一步研究的重点及待解决的问题。

基于两重威布尔分布的大型数控铣齿机可靠性评价

对某厂数控铣齿机预处理后的现场实验数据,采用两重威布尔分布混合模型进行拟合,从图形的拟合优度检验的分析进行模型优选,利用优选后的分布模型确定可靠性评价指标。

五轴联动数控工具磨床加工模拟系统的开发

以AutoCADR14为操作平台 ,利用ActiveXAutomation技术开发了五轴联动数控工具磨床的加工模拟软件系统 。

新型曲轴磨床数控系统的应用

将开发的PC总线内含PLC功能的CNC数控系统，用于H175数控曲轴磨床的改造。

仿真软件在数控教学中的应用

在数控编程课程教学中,应用数控仿真软件,有利于改善目前该课程教学实践环节效果不理想、效率低的现象,并且有利于提高学生数控编程能力和数控机床的操作能力。

轧辊磨床数控化改造与应用

以某冷轧薄板厂轧辊磨床改造项目为例,对数控技术在轧辊磨床改造中的应用展开分析。结果表明,对轧辊磨床数控系统改造后,辊形偏差缩小,磨削时间缩短,人机交互界面更加友好,可以显示图形,磨床的整体性能得到提升。

基于程序优化的花键数控磨床加工效率提升

针对专机类的花键磨削加工设备因系统界面封闭导致的加工方式不够灵活、加工效率低的问题,从系统内部程序入手,详细分析了系统各个参数与内部程序间的关系,最后通过对内部程序的二次开发,实现了加工路径的优化及花键磨削质量的提升,将加工效率提升了将近一倍。