双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度与有限元模态分析

双丝杠驱动直线导轨进给单元具有良好的抗振性、高系统刚度以及快速系统响应性等优点,能够有效地抑制数控机床在高速和高加减速情况下产生的振动,因此其在高速和高精类数控机床中的应用日益广泛。基于动力学相关理论,对双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了轴向刚度建模,并基于Hertz接触理论推导了各部分的刚度计算公式;以实例计算获得了其各部分刚度的比例关系,找到了影响双丝杠驱动直线导轨进给单元的主要影响因素,获得了螺母位置与进给单元轴向刚度的关系曲线;对采用两端固定支承方式的双丝杠驱动直线导轨进给单元进行了有限元模态分析,得到了螺母处于不同位置处的固有频率和模态振型。结果表明:螺母位置是双丝杠驱动直线导轨进给单元轴向刚度的主要影响因素,当螺母位于丝杠两固定端时的各阶固有频率明显高于螺母位于丝杠中间位置时的各阶固有频率,螺母在中间位置处刚度达到最小,在实际加工过程中要尽量避免在中间位置处进行加工。

双丝杠驱动进给单元轴向刚度模型及影响因素分析

双丝杠驱动进给单元在高性能数控机床中的应用较为广泛,研究其动态特性对于提高数控机床的加工性能具有重要的意义。文章基于关键滚动功能部件结合面刚度各个方向耦合的影响,围绕双丝杠驱动进给单元轴向刚度进行了研究分析,通过研究双丝杠驱动进给单元的轴向刚度模型,结合动力学和Hertz接触理论的相关知识,推导其各组成部分的刚度计算公式,探索其主要影响因素及关系曲线。结果表明:双丝杠驱动进给单元的轴向刚度主要受到滚珠丝杠副、支承轴承的结构参数,螺母位置以及两根丝杠跨距的影响;支承轴承结构参数的变化,会引起进给单元轴向刚度的明显变化;螺母位置是进给单元轴向刚度的主要影响因素,在两端固定的方式下其轴向刚度中间最小,在机床加工过程中,应尽量避免在丝杠的中间位置进行操作。

双丝杠同步控制误差建模与仿真分析

为解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立了双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并基于模糊控制与滑模控制理论,设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,以减小滑模控制产生的抖振现象,同时提高单轴跟踪精度以及响应速度;为解决双丝杠运行时存在的参数不匹配和耦合问题,采用模糊PID交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,以提高两轴同步性,减小同步误差;最后进行了MATLAB/Simulink建模与仿真分析,仿真结果表明,在理论上能够提高单丝杠的信号跟踪精度87.09%,并且减小双丝杠两轴之间的同步运动误差86.79%。

考虑热特性的双丝杠进给系统同步误差实验与分析

为了研究双驱进给系统中双丝杠温度差异对同步误差的影响,建立进给系统有限元模型,分析其在不同进给速度下的热特性。利用温度传感器和激光干涉仪,对进给系统温度、热变形进行测量,分析双丝杠温度、同步误差与进给速度、时间的关系。结果表明:主动轴热平衡温度高于从动轴,且丝杠螺母的温度随进给速度的增加而增加。同步误差与进给速度成线性关系,有限元模型预测误差在15%以内。

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。

数控机床双丝杠驱动的研究

运用机电一体化技术,进行了数控机床的双丝杠驱动的设计,分析了同步带轮传动和多楔带轮传动的设计。提出了双丝杠驱动的间隙补偿方法,在重型数控机床上有实际应用价值。

双丝杠驱动在视觉检测中的模型建立与分析

在表面封装技术(SMT)及光学自动检测(AOI)领域,传统的单丝杠驱动已经不能满足精度和速度的要求,而双丝杠驱动能够抑制高速时振动,还能提高系统的刚性和响应速度,从而防止因进给平台抖动而引起视野(FOV)的偏移,以及给拼图带来困难,并最终导致检测误判。本文就双丝杠驱动系统进行建模与分析,并结合实验给予验证。

车铣刀架滑枕双电机双丝杠驱动的设计与应用

针对立式车床切削加工过程车刀架高速移动的技术难题,采用双电机、双滚珠丝杠,实现了快速移动速度与高灵敏性,提高了零件加工效率。

用激光干涉仪检测双丝杠驱动加工中心的方法与评定

文章介绍了用激光干涉仪检测双丝杠驱动加工中心时,选择测量轴线的有效方法,提高加工中心的检测精度,提出检测双丝杠驱动加工中心定位精度和重复定位精度的方法,以提高和恢复数控机床及加工中心的最佳定位精度。

基于ANSYS Workbench的DVG850工作台系统的模态分析及优化

本文以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用ANSYS Workbench对其进行动力学研究。得出单丝杠工作台系统模态数据后,为提高系统固有频率,提出双丝杠工作台系统的四种优化方案,比较分析选出最优方案。

一种大型阵列天线转台的结构设计

本文介绍了大型阵列天线转台,采用方位-俯仰的结构形式。其中方位转动采用双电机齿轮传动机构,俯仰转动采用单电机双丝杠传动机构。利用Patran软件建立转台的网格分析模型,借助Nastran软件,计算不同姿态转台的谐振频率和结构应力,验证了转台满足各项结构指标要求。

大型落地镗铣加工中心多附件头挠度补偿的解决方法

分析了方滑枕前端安装质量较大的附件头后,在方滑枕伸出时出现挠度弯曲的问题,对于高精度加工要求的大型工件,肯定会带来精度误差。通过西门子数控系统的垂直补偿功能,结合大型设备双丝杠的特点,可动态消除挠度变化带来的精度影响。

第十一届中国国际机床展览会

北京机电院高技术股份有限公司展位号:W2-A101 XKH800B五轴联动叶片加工中心是我公司在量产的型号为XKH80D的五轴机床基础之上新推出的改进机型,该型号机床Y/Z轴均采用双丝杠驱动,从而带来更高的切削刚性。

美国辛辛那提—兰姆公司 Mega系列HPC-800 HP XT卧式加工中心

采用“T型”布局的整体床身，对称的箱中箱结构，其最大特点是X、Y、Z轴均采用双丝杠驱动，提高了机床的抗振性、运动平稳性和精度，X、Z轴的快速行程速度和切削进给速度可达80m／min，加速度为1g，换刀时间1s(T—T)，X、Y、Z轴采用光栅尺全闭环控制，定位精度0．008mm，重复定位精度0．004mm。