中凸变椭圆活塞加工用高性能直线伺服系统的研究

提出了一种新型的高性能直线伺服电动机的机电系统设计方法，包括硬件及控制系 统，因为本系统采用光栅位移测量方法和DSP高速信号处理器，并相应应用了基于状态观测 器的滑模控制算法，系统的机电动态特性得到很大的提高。这种直线伺服电动机的高性能已 经在试验环境中进行了测试，结果表明系统的总体性能得到很大的提高。

中凸变椭圆活塞加工数控车床数控系统的研究

重点探讨了中凸变椭圆活塞加工数控车床数控系统设计中的几个重要问题 ,指出 ,必须从运动学和动力学两个方面考虑活塞加工过程。本文依据上述原则成功地设计了活塞加工数控车床的数控系统 ,实验结果表明 ,对活塞加工可以达到较高转速和± 10

基于中凸变椭圆活塞椭圆截面车削的平滑-等时轮廓插补法

针对中凸变椭圆活塞椭圆横截面的车削成型,提出了一种等时轮廓插补法和速度平滑控制相结合的车刀轨迹优化方法.采用等时轮廓插补来控制车刀插补轨迹,提高了椭圆横截面关键点的定位精度;在此基础上,使用速度平滑控制方法来获得一个平滑的速度曲线,减少因为加速度突变带来的机械振动.实验证明,在使用平滑-等时轮廓插补方法后,机构的动态定位精度可提高到2μm.

中凸变椭圆活塞车削数控系统的实时性分析及实现

为了解决中凸变椭圆活塞数控车削加工的高实时性要求 ,设计了具有上下位机、多处理器结构的数控系统。系统使用固高多轴运动控制器实现普通数控模块的实时控制 ,使用DSP控制器作为椭圆截面生成模块———直线伺服系统的核心控制器 ,一体化工作站负责数控系统的管理、数据处理和人机交互等实时性要求较低的工作。采用多层次、模块化的思想 ,在Windows2 0 0 0平台下开发了中凸变椭圆活塞车削数控软件系统 ,很好地满足了活塞加工的要求 ,并且具有功能强大、界面友好、使用方便和柔性好等特点。该数控系统已在工厂得到实际应用并形成了正式产品。

中凸变椭圆活塞的车削轨迹优化与误差分析

以中凸变椭圆型活塞裙部的车削成型为研究对象,搭建了活塞车削系统实验平台,利用三次样条算法对其裙部初始数据进行密化和平滑处理,计算出关于活塞裙部型面的刀触点轨迹坐标O0(ρ0,θ0,Z0)。在此基础上进行活塞裙部车削轨迹实验,并对其加工误差进行检测,通过实验分析表明,采用变截面螺旋轨迹算法进行活塞加工,其轨迹误差比传统的近似螺旋轨迹算法误差低了1个量级,最大轨迹误差减小至0.86μm,为下一步有效提高中凸变椭圆型活塞裙部型面加工精度奠定了基础。

中凸变椭圆活塞曲面插补算法研究

活塞是内燃机的关键零部件,型面通常设计成中凸变椭圆型。对比了一般的等精度圆弧逼近法和等角度圆弧逼近法等横截面插补算法之后,提出一种更为准确的轴截面的插补算法———极坐标插补算法,这种算法计算简单,运算精度高。在此基础上,在x轴上附加直线电机控制刀具做高频往复运动,实现椭圆截面的加工。

中凸变椭圆活塞等体积切除率加工模型及仿真

为使中凸变椭圆活塞裙部加工过程中切削力尽可能恒定,提出一种等体积切除率加工方法。通过分析中凸变椭圆活塞裙部的加工原理和机床的结构与运动关系,建立了数控加工模型,并分析了工件匀速转动时,材料切除率、切削深度和切削面积的变化规律。将机床主轴的匀速转动转变为满足动力学性能约束的非匀速转动,使车削中凸变椭圆活塞裙部轮廓时,材料切除率和切削力基本恒定,建立等体积切除率数控加工模型。通过实例计算,获得用等体积切除率法加工给定活塞裙部轮廓时机床各轴的瞬时位置参数,并将其转变为数控代码。通过仿真加工和测量误差分析,验证了所提方法的可行性。

中凸变椭圆活塞数控车床的研究

根据中凸变椭圆活塞数控车削加工的特殊要求,设计基于TURBO PMAC的非圆截面活塞车削数控车床。x轴进给系统采用直线电机与伺服电机双驱动结构,保证对不同规格活塞加工的径向调整适应能力和小行程高频响的非圆加工性能。采用整体床身和斜刀架结构,提高了切削刚性,优化了机床的整体性能。

中凸变椭圆活塞加工系统动态特性研究

针对XJOC - 2型中凸变椭圆活塞数控加工系统 ,通过理论分析建立了其动力学模型 ,通过激振实验研究了其动态特性及其对轮廓加工误差的影响 ,并提出了相应的改进措施及补偿策略 ,从而保证了系统良好的加工性能 ,最后针对典型活塞进行了实际切削实验 。

中凸变椭圆活塞直线伺服系统的变增益零相位误差跟踪滑模控制

针对中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统,提出了变增益零相位误差跟踪—滑模控制这一新型控制策略,以提高系统的跟踪性能和抗扰性能。它结合了变增益零相位误差跟踪控制器的理想跟踪特性与滑模控制器的抗扰动能力的优点,并采用扰动观测器对负载扰动进行估计和补偿,从而保证了中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统的快速稳定性。仿真结果表明,采用这种控制策略可以十分有效地减小中凸变椭圆活塞直线伺服驱动系统的跟踪误差。

基于台达DVP PLC的中凸变椭圆活塞加工程序

中凸变椭圆活塞加工是活塞加工中最普遍的加工方法;为实现中凸变椭圆活塞加工,理论研究及仿真结果表明,重复控制器是目前最佳的控制器;采用Simulink进行重复控制器的设计;由Simulink PLC Coder生成IEC 61131-3的结构化文本代码;用台达DVP PLC运行生成的IEC 61131-3控制代码。

中凸变椭圆活塞CNC车削技术

分析中凸变椭圆活塞型面，介绍数控车削中凸变椭圆活塞的基本原理，对高直线运动伺服系机构也作了简介。

中凸变椭圆活塞车削加工技术

活塞是汽车发动机的核心部件,中凸变椭圆活塞的动力性能和润滑性能优于普通活塞,但活塞裙部廓形复杂,数控编程和加工困难。文章提出一种活塞曲面插补计算方法和数控车床进给运动控制技术,可实现对中凸变椭圆活塞的高效加工。

中凸变椭圆活塞等体积切除率加工方法研究

中凸变椭圆活塞车削加工中工件匀速旋转,单位时间内切除材料的体积存在差异,导致切削力呈周期性变化,影响加工精度和切削稳定性,降低刀具寿命。针对这一现象,提出了一种基于等体积切除率的加工方法,通过对工件轴的匀速旋转叠加满足机床性能要求的变速旋转,使单位时间内切除材料的体积基本相同。分析了活塞椭圆廓形成型原理,研究了中凸变椭圆活塞等体积切除率加工机理,并利用VERICUT搭建了中凸变椭圆活塞等体积切除率虚拟仿真加工模型,通过仿真加工对等体积切除率加工方法进行了验证。仿真结果表明该方法可行、有效。

中凸变椭圆活塞车削伺服刀架控制技术研究

针对中凸变椭圆活塞数控车削所需的高速伺服技术,开发了满足高速伺服需求的基于工业PC和数字信号处理芯片（DSP）的主从控制结构、采用重复控制系统对直线伺服刀架进行精密控制的系统,获得了良好的性能。

中凸变椭圆活塞加工机床的五个实例

一、概述活塞,作为内燃机的一个零件,正从原来的圆柱形、偏心圆锥形、多段圆锥形、单椭圆形等简单外圆型面,发展到目前广泛采用的中凸变椭圆形状。中凸变椭圆活塞的形状如图1所示。活塞裙部的形状从母线方向是中凸形,而在横截面上呈椭圆形状或近似椭圆形状而且各横截面的椭圆度在轴线方向上是变化的。

中凸变椭圆活塞型线加工

本文讨论了凸变椭圆型线的仿形加工方法并对常用的串联靠模仿形和靠模制造作了较详细的分析与介绍。

活塞车直线伺服刀架系统对于幅值变化的周期性扰动抑制的研究

在中凸变椭圆活塞车削的过程中 ,系统的扰动抑制是一个关键问题。文章针对直线伺服刀架系统对变化负载的扰动抑制进行了分析 ,指出切削力的干扰是按变椭圆规律周期变化的 ,对重复控制器在周期参考输入信号的情况下 ,分别对幅值不变和幅值变化的周期性负载扰动抑制的效果进行了研究 ,指出重复控制器对于幅值变化的周期性扰动信号没有对于幅值不变的周期性扰动信号抑制的效果好。为解决此问题提出了一种PID反馈补偿控制策略 ,仿真结果表明该控制方法可以达到较好的控制效果 ,增加了系统的抗扰性 ,为提高中凸变椭圆活塞加工精度提供了一条途径。

基于远心镜头的活塞外轮廓机器视觉测量技术研究

为提高活塞裙部轮廓尺寸的检测效率,提出一种基于远心镜头的活塞外轮廓视觉检测方案。采用矩方法提取活塞裙部特征点,通过特征点定位测量高度位置,利用反正切函数拟合指定高度上活塞裙部边缘在水平方向的灰度变化,借助标准塞规确定真实边缘位置与边缘灰度变化曲线的关系,从而实现图像边缘亚像素级定位。搭建了由远心镜头、平行光源、精密伺服转台、面阵相机等构成的活塞裙部轮廓视觉测量实验平台,实验结果显示,图像测量的标准偏差0.0078mm,置信系数为2时,测量的极限偏差为0.0156mm。

活塞裙部型面的样条插值系统

为获得中凸变椭圆活塞的复杂型面 ,给出了求解样条曲线的一种简便算法 .采用该算法拟合得到活塞的纵向型线 ,然后对活塞的纵向型线按轴向等距离插值 ,对活塞的横向截面型线按周向等角度插值 ,最后通过 Microsoft Jet数据库引擎对生成的数据进行存储和维护 .实验证明 ,所给算法不但计算简单 。