柔性模块化CNC工装在离散型制造中的应用

电力装备零件加工具有小批量、多品种、加工复杂度不高的离散型制造特性,但频繁的装夹和换型调试会严重影响设备综合效率(Overall Equipment Effectiveness,OEE),导致加工效率偏低。研究结果表明:通过柔性组合工装设计,将大部分装夹过程转移至设备外,可减少停机等待时间;通过模块化安装节点设计,快速提升工装安装速度,可缩短换型时间。通过对某数控机床(Computer Numerical Control,CNC)设备的工装进行柔性模块化改造,产品装夹时间和换型时间分别缩短了56.71%和41.18%,设备OEE水平提升了26.17%。经过3年推广应用,企业CNC设备的OEE已由45%~55%提升为70%~80%,产品交付效率显著提高,产品竞争力逐步增强。此外,该柔性模块化工装改造新模式,可为国内广大制造业厂家提供一种新的降本增效思路。

基于TL-DBN方法的CNC机床节能策略设计

为了提高数控机床节能性能,设计一种利用迁移学习方法实现数字控制机床(Computer numerical control,CNC)机床的节能控制过程。建立以随机森林(Random forest,RF)实现驱动功能的离散CNC机床能耗调控模型,减小等待阶段所消耗的能量,促进机床决策效率的快速提升。研究结果表明,时间间隔对机床节能状态影响显著,当间隔增加后,机床由9次切换减少至6次切换,时间间隔设定在25 min最优。各机床都可以在等待阶段通过合适策略达到节能的控制过程,采用该节能控制方案为实现生产过程管控提供了理论依据。

高速动车组铝合金零件CNC铣削加工工艺研究

高速动车组应用了较多铝合金零件。此类零件存在较高的加工装夹难度,若无法准确把握加工工艺,易出现加工缺陷。结合铝合金零件性能,详细分析零件计算机数字控制机床(Computer Numerical Control,CNC)铣削加工工艺特点,并从多个角度研究铝合金零件的CNC铣削加工工艺及其热处理技术。合理优化加工参数和热处理技术,可提高铝合金零件的加工质量和机械性能,促进高速动车组铝合金零件加工工艺水平的提升,进而推动我国高速动车组的发展。

Research on Contour Error Based on CNC Multi-axis Motion Control System

The contour error was analyzed based on CNC multi-axis motion control, the contour error model was obtained focused on beeline and different radius of curvature and common contour of curve, for a CNC biaxial motion control system and the mechanism of producing contour error and the relationship between tracking error and contour error were presented. The theoretical and practical significance of modeling error and controlling error in motion control systems was carried out.

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。

数控压机伺服控制系统复合控制器I-ABC与PID优化

为了提高数控压机伺服控制系统的控制精度,针对伺服控制系统运行控制过程构建数学模型,在人工蜂群算法基础上融入了云分析模型,之后采用改进人工蜂群算法(Improved Artificial Bee Colony,I-ABC)调节比例-积分-微分(Proportional Integral Differential,PID)参数,建立了一种复合控制方法。研究结果表明:以I-ABC进行PID控制时,可以使幅度差降低到0.4%,相位差基本在-0.54°之内,系统加载精度也获得了明显提升,表现出了更优的跟踪性能。以I-ABC进行PID控制时,能够对多余力起到明显抑制作用,响应速度也获得明显提升,可以有效满足系统的准确控制要求。在系统内加入干扰信号,引入I-ABC实施PID调节可以减小系统超调量,还可以获得更短调节时间,使系统获得更强抗干扰性能。

某超长条结构件柔性工装平台结构设计与实现

针对某超长条结构件加工过程中由于使用传统工装夹具造成的工艺准备时间长、工装数量多、材料浪费严重等问题,开展一种柔性工装平台的研究。该工装平台采用多个可旋转夹臂替代传统夹具进行夹持,在工件外形变化时,可通过更换夹臂长度、按压角度等保持良好夹持效果,满足柔性工装的需求。对该工装平台结构进行设计,对关键参数进行建模和校核,通过样机对工装效果进行验证。结果表明,该工装平台在加工相同工件的情况下,可节省约3%的零件材料,缩短310 min工艺准备时间,同时由于该工装平台采用了新型柔性固持方案,还提高了加工连续性,避免由于工艺变化造成大量的夹具浪费,为超长条结构件的加工提供了一种新的工装固持方案。

基于恒功率约束的换挡毂数控铣削加工控制系统设计与实现

【目的】汽车双离合变速箱(Double Clutch Transmission,DCT)的核心零部件换挡毂加工制造精度要求高,针对数控铣削工艺的非线性问题,通过优化切削参数,以提高生产效率及延长刀具寿命。【方法】以主轴负载恒功率为约束条件,设计一种基于模糊控制算法的铣削加工控制系统。采用CP1E N30作为主控制器、CX-programmer开发下位机程序、Kingview开发上位机系统,完成基于主轴功率信号反馈的智能控制器的开发。【结果】在XHK716加工中心机床上实现铣削工艺的恒功率控制,通过换挡毂粗铣B平面工艺过程的应用,可知实时功率保持在目标功率附近。【结论】该控制系统提高了铣削加工效率,实现了保护刀具的目标,对延长刀具寿命有较好的参考价值。

经济型数控车床自动化制造单元的设计

针对现有经济型数控车床的上下料、抓取、装夹动作依赖于人工的问题,提出了改进设计方案。设计了上下料装置、抓取装置、零件装夹装置、料盘装置等机构,采取伺服电动机和气缸驱动形式,借助PLC和PMC控制程序,实现数控车床自动上下料、语音报警、自动加工等功能,加快了生产节拍,稳定了产品质量,可满足数控机床单机设备生产过程的自动化需求。

基于虚拟仿真技术的高精度数控机床自动控制系统

为实现高精度数控加工,设计基于虚拟仿真技术的高精度数控机床自动控制系统。该系统依托SolidWorks、Deep Exploration等软件,建立数控机床虚拟仿真三维模型,设计数控机床控制约束关系,获取数控机床运行数据,并将该数据内的跟随误差、误差积分、误差微分等作为控制输入变量,设计由神经网络和PID组成的混合控制器,利用该混合控制器输出数控机床自动控制量,实现高精度数控机床自动控制。实验表明:该系统在各种运行环境下的软件移植完整程度均超过95%,在控制数控机床运动速度时,跟随误差始终保持在-50~50 mm/min,应用效果较为显著。

基于滤波技术的激光数控加工误差控制策略

为降低激光数控加工过程中的轨迹跟踪误差,分析了激光数控加工进给伺服系统跟踪误差和等效模型偏差形成的原因,设计了基于滤波技术的激光数控加工误差控制策略,旨在预测激光数控加工轨迹跟踪误差。通过设计的模态滤波控制器进行激光数控加工运动轨迹补偿,从而实现加工误差控制。测试结果表明,该策略能够有效获取激光数控加工轨迹的跟踪误差结果,两种加工模式均可在1 s内完成控制响应;能够有效完成激光数控加工动作补偿,双向加工轨迹跟踪误差结果均在15μm以下。

基于PLC的加工中心操作面板控制功能的设计

针对配置KND 2000Mci数控系统的CB-SKZT600加工中心,设计了该数控机床工作模式的选择、伺服轴进给倍率、伺服轴快速倍率、主轴速度倍率等功能,包括各功能硬件控制电路的设计,以及编制相应的PLC控制梯形图,以期为其他加工中心操作面板控制功能设计提供一种简捷实用的解决思路。

数控机床电气控制部分的维护和保养研究

数控设备是一种集机械、电气、液压、气动和数控系统为一体的高科技产品。数控机床维护和保养水平的高低,直接决定了一台数控机床运行的可靠性程度和故障率。本文就数控机床电气控制部分的维护和保养进行了系统阐述,针对数控机床电气控制部分如何更高效且方便地维护及查找故障,进行了开发性的研究,提出了一种高效查找强电故障的方法;为能实现更高层次的智能诊断建立了硬件基础。

基于电子齿轮原理的滚齿加工CNC系统的联动结构

介绍一种构成齿轮滚切加工 CNC系统多轴联动控制的模型。它以电子齿轮原理为基础 ,运用脉冲频率的函数变换和加减合成方法 ,获得滚齿加工时机床各个坐标运动的指令。以同步锁相电路结合伺服电机位置控制方法实现电子齿轮功能 ,并且齿数比可以实时刷新 ,具备了函数分频能力。经机床运行试验验证 。

CNC系统中几种升降速控制曲线的研究与比较

运动过程的升降速控制是CNC(Com puter num ericalcontrol)系统开发中的关键技术难题之一。文中在分别分析了数控系统中梯形、S型和直线加抛物型升降速曲线的基础上,对这几种控制方法各自的优缺点及适用场合进行了比较,并着重讨论了速度时间曲线是直线加抛物型的升降速曲线在由步进电机驱动的经济型数控系统中的应用,实验证明。

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。

全自动 CNC 镗削活塞销孔专机控制系统的研制

介绍了全自动 Ｃ Ｎ Ｃ 镗削活塞销孔专机控制系统硬件设计和软件设计的方法及特点。指出了在大批量、快节拍的生产条件下，保证其可靠性和稳定性的途径。

数控皮革裁剪机伺服进给三闭环控制系统PID控制研究

过窗裁剪是皮革机加工过程中的一大特点。本文针对皮革机加工过程中因存在大量过窗裁剪而带来的进给系统控制精度过高、外界工作环境干扰大等问题,构建了一种数控皮革裁剪机伺服进给三闭环控制方案,对该方案的永磁同步电机数学模型、PID控制模型、PID参数整定方案等进行分析,为皮革机加工工艺提升提供借鉴。

由开放式CNC构筑网络制造系统

网络制造给制造业这一传统行业带来了全新的发展 ,并且越来越显示出它的优越性 ,尤其适合我国的国情。讨论了现代网络制造技术及支持它的开放式 CNC;分析了开放式 CNC的软硬件结构及由它构筑网络制造系统的方案 ;阐述了网络制造系统在我国的发展与应用 ;

非圆齿轮滚齿加工CNC系统联动结构

探讨非圆齿轮滚齿加工的数控机床应该具有的联动结构。从滚刀节曲线与齿轮工件节曲线之间必须进行纯滚动出发，推导出联动关系为4个坐标的复杂联动。这种联动关系再由CNC系统主计算机进行处理，分成若干足够精确的微直线段，而后利用专用电子齿轮电路模板和脉冲合成电路模板实现这些微直线段内的4坐标直线联动控制。用这种粗精插补结合的方法，获得非圆齿轮滚齿加工所需要的CNC联动结构。