加工中心数控转台可靠性强化试验方法研究

通过分析加工中心数控转台的故障数据,找出影响其可靠性的主要故障模式,发现数控转台的主要故障是液压系统的泄漏和罩壳密封不严使切削液渗漏进转台内部而导致的零部件损坏。以此为基础设计出可靠性强化试验方案,采用多种应力共同组成综合应力试验剖面,使得在较短时间内激发出数控转台的故障,同时通过改进措施来提高数控转台的可靠性。试验结果表明,综合应力剖面选取正确,能够达到可靠性强化试验的目的。

连续分度空间弧面凸轮的多轴数控加工工艺研究

利用空间啮合原理推导了连续分度弧面凸轮的廓面方程,分别基于范成法和仿自由曲面法加工原理建立了连续分度弧面凸轮的通用四轴和五轴数控加工工艺。该工艺已成功应用于连续分度弧面凸轮的多轴数控铣削加工,为连续分度空间弧面凸轮CAD/CAM/CNC系统研究奠定了基础。

大型精密数控转台关键技术分析与应用

简要介绍了一种大型精密数控转台的主要结构特点,大型精密数控转台承重高达25t,可以实现连续回转、任意角度定位,分度精度高,可保证调头镗孔的同轴度。在开发过程中突破了精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。详细分析和论述了开发过程中突破的精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。

摇臂钻床的数控化改造

介绍将Z30 6 3型摇臂钻床进行数控化改造用以加工管板类零件的加工原理 ,数控化改造方案 ,在研制过程中所遇到的技术关键问题及其解决方法。

大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真

为了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题,提出了单油腔静压支承与静压径向轴承复合设计方案。同时,为了方便静压径向轴承油腔加工,提出了一种新式回型槽油腔结构。此种结构的油腔加工区域仅占单油腔总面积的10%,而承载区域达到75%以上。然后,综合应用三维造型软件Pro/ENGINEER和CFD软件FLUENT,模拟分析圆环形静压支承和回型槽油腔的流速分布及压力分布,揭示了两种油腔结构内部油液流动规律,并计算各自的静态性能,实验验证表明,该设计方案正确性与合理性。

可靠性驱动装配过程建模方法

针对现有产品装配过程中可靠性难以保证的问题,以灰色系统理论与多色集合理论为建模工具,提出可靠性驱动的产品装配过程建模方法。描述了影响装配过程可靠性主要工步的确定方法,分析了影响各工步的主要因素,详细阐述了各因素与各道工步之间关系矩阵的建立方法及影响装配可靠性主要因素的确定方法,提出了针对各主要影响因素的可靠性控制措施,从而达到产品装配过程可靠性驱动的目的。以某加工中心数控转台可靠性驱动的装配工艺过程控制为例证明了该方法的可行性。

3-RRR数控回转台的机械设计

在构造描述球面三自由度并联机构构件之间干涉模型的基础上 ,借助实体造型和动画演示检验构件在给定工作空间中的干涉情况 。

基于HMM和优化的PF的数控转台精度衰退模型

针对数控转台精度衰退状态缺乏有效的评估方法的问题,提出一种数控转台重复定位精度衰退趋势预测模型,该模型结合了隐马尔科夫(Hidden Markov Model,HMM)算法和粒子滤波(Particle Filtering,PF)算法,其中粒子滤波算法使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化了初始参数。选择了从数控转台精度衰退加速寿命试验中获得的振动信号作为研究数据。通过聚合经验模态与主成分分析(EEMD-PCA)算法对原始信号降噪,并提取含有故障特征的信号进行信号重构;使用统计特征量作为观察值训练获得HMM模型,对数控转台精度衰减做出早期诊断,并由此获得数控转台精度健康状态指标;使用粒子滤波算法建立数控转台精度衰退预测模型,并预测精度的剩余寿命。在以第50组数据为预测起始点时,预测的剩余寿命为21,实际测量的结果为17,相差4,比较接近。综合分析模型计算与试验测量的结果表明。

基于FMECA的数控转台可靠性分析

以国内数控立卧回转工作台为研究对象,分析其功能原理,建立功能层次与结构层次对应关系。在此基础上提出针对该型数控转台的故障模式、影响及危害性分析(FMECA)方法,并在大量用户累积使用数据的基础上,填写相应的功能FMEA表,并由此计算出对应零部件的危害度。计算结果表明,小活塞发生故障的危害性最高,危害度达到了0.000 495;针对危害度较高的几种故障模式提出了相应的改进措施。

基于LMS Test.lab的数控转台振动测试研究

基于LMS Test.lab测试系统,根据某成形铣齿机床的加工工艺特性和技术要求,提出与其相配套的数控转台(简称转台)振动测试方案,并进行实际加工工况下振动测试。测试表明,转台的固有频率远低于加工时的激振频率;铣齿过程中转台台面周向振动位移最大,且随着进给速度的增大而增大,随着消隙蜗杆作用力增大而减小。测试结论证明了该测试方案的可行性和有效性。

数控转台直接驱动回转送进系统的鲁棒2自由度H_∞控制

为使直接驱动回转送进系统具有良好的抗扰性能及速度指令跟踪性能,采用基于模型匹配鲁棒2自由度控制结构,设计一个H∞速度控制器。H∞速度控制器使系统对负载扰动及自身参数变化具有较强鲁棒性,同时采用鲁棒2自由度结构,并考虑模型匹配问题,是为了提高系统对速度信号的渐近跟踪性能及响应速度,可以解决抗干扰性能和快速跟踪性能之间的矛盾。仿真结果及分析表明,所提出的鲁棒2自由度H∞速度控制器可以保证高精度直接驱动转台回转送进系统的鲁棒性和精确速度跟踪。

基于虚拟样机的转摆摆工作台运动特性仿真

为解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,采用工件运动而电极丝保持垂直的方式是个很好的加工办法。本文介绍了五轴联动线切割加工系统结构特点和工作原理,运用三维造型软件Pro/E对加工系统的核心部件转摆摆工作台的零部件进行建模并完成装配,通过Mechanism/Pro接口程序导入Adams中建立了虚拟样机;进行了运动特性仿真,得出工作台运动关键点的速度、加速度和位移曲线。仿真结果表明,机构设计方案能够满足工程实际,为试验样机的设计提供了重要参考。探索出一条利用现有设备辅以研制的附加装置加工复杂曲面的新途径。

数控转台回转送进系统伺服刚度的鲁棒控制

直接驱动数控转台采用环形永磁力矩电机的伺服系统易受负载转矩变化的影响,显著降低系统的伺服动态刚度。基于具有前馈的伪微分反馈控制框架,采用H∞混合灵敏度控制方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器使系统对负载扰动及自身参数变化具有较强的鲁棒性,提高了系统对输入信号的响应速度,解决抗干扰性能和快速跟踪性能之间的矛盾,增强了系统的动态刚度。仿真结果表明,所设计的H∞控制器使数控转台回转送进系统对负载扰动及参数变化具有较强的鲁棒性。

数控转台直接驱动伺服系统的L_2鲁棒定位控制

针对采用直接驱动技术的数控转台回转送进系统易受参数不确定性和负载扰动影响的特点,采用L2鲁棒控制理论来设计控制器,并利用L2范数对干扰信号加以限制。L2鲁棒控制是用一个结构和参数都固定不变的控制器来保证系统在不确定性影响最严重的情况下也能满足性能要求,使系统具有较强的抗干扰性。仿真结果表明,所设计的控制器使系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的鲁棒性,并实现了对位置输入信号的快速跟踪,从而提高系统的伺服性能。

影响直接驱动数控转台伺服刚度的因素分析

文章以直接驱动数控转台伺服系统为研究对象,导出系统干扰输入引起的位置输出的传递函数模型,利用Matlab软件对干扰模型进行仿真,当控制系统各参数取值变化时,分析干扰模型Bode图的变化。通过bode图可以清晰的看到不同控制系统参数对系统伺服动刚度的影响规律,进而针对不同频率的外界扰动,有目标的调整特定控制系统参数可以提高系统伺服动刚度,从而改善伺服系统的性能,提高直接驱动数控转台系统的传动精度。

转台系统转动惯量辨识与控制器参数自调整

针对转动惯量的变化影响直接驱动数控转台环形永磁力矩电机伺服系统的稳定性、定位精度和动态响应这一问题,在分析环形永磁力矩电机转动惯量变化对转速影响的基础上,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的辨识方法.对系统转动惯量、负载转矩、转速进行辨识,速度环采用PDF控制器,根据转动惯量辨识值在线调整控制器参数,并将负载转矩辨识值动态补偿到速度环中,以提高系统的动态性能和抗干扰能力.仿真结果验证了该算法的有效性.

数控回转工作台关键技术研究

介绍了数控回转工作台的传动技术、间隙调节技术和刹紧定位技术,通过对其关键技术的研究,归纳总结出了该项技术的发展趋势。

数控转台回转送进系统动态伺服刚度的H_∞鲁棒控制

数控转台用环形永磁力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载转矩变化更为敏感,严重影响系统的动态伺服刚度,使系统的伺服性能大大降低。采用高级PDFF控制结构与H∞鲁棒控制理论相结合的方法,将动态刚度的最大化设计问题转化为H∞鲁棒控制的最小化设计问题来设计控制器。该控制器可以有效地抑制负载扰动对数控转台伺服系统的影响,使系统具有较强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应,在一定程度上解决了系统抗干扰性能与快速跟随性能之间的矛盾。仿真结果表明,与传统的PDFF控制器相比,所提出的基于高级PDFF控制框架的H∞控制器提供了更高的动态伺服刚度来抑制动态扰动。

数控化改造摇臂钻床以加工大型管板类零件

介绍运用极坐标方法数控化改造Z30 6 3型摇臂钻床用以加工大型管板类零件的加工原理、数控化改造方案、在研制过程中所遇到的关键技术问题及其解决方法。该数控钻床已成功用于生产。

工作台回转与刀轴摆动五轴联动数控加工编程技术研究

研究了工作台回转与刀轴摆动五轴联动数控加工编程中的刀轴矢量与转动角度之间的转换;刀位点在工件坐标系与工作坐标系之间的位置变换;刀轴摆动导致的基准点与刀位点之间的位置补偿等关键技术,为多轴联动数控加工编程技术提供参考。