可靠性约束下的重型数控机床维修策略

针对TH65140重型数控机床的各个子系统进行危害度分析,制定经济高效的预防性维修策略。通过威布尔分布对重型数控机床进行可靠性建模,在可靠度约束下,建立以最小维修费用和最大可用度为目标的机床子系统定期预防性维修模型,对模型进行求解得到了最优的维修次数及维修间隔期,制定出了重型数控机床的预防性维修策略。

某重型数控机床可靠性建模及评估研究

与传统的机床相比,重型数控机床存在结构复杂、故障溯源困难、样本少、数据不足等缺点,因此对它进行可靠性研究比较困难。针对这一问题,分析某厂TH系列重型数控机床的故障数据,利用威布尔分布函数建立某重型数控机床的可靠性模型;为了获得更高的拟合精度,采用最小二乘线性回归分析法、极大似然估计法和灰色模型估计法3种方法来进行参数估计并选取最优值。通过K-S检验证明了以极大似然估计法所建立模型的威布尔分布拟合误差最小、精度最高;以极大似然估计出的模型作为可靠性评估模型,通过计算得到此系列重型数控机床的观测值与点估计值分别为298.155 0、298.675 9 h,二者基本相等,证明了模型的正确性。

重型数控机床-基础系统低频隔振研究

为解决低频环境振动导致重型数控机床加工精度降低问题,考虑机床与振源距离、振动频率等因素,采用Plaxis建立基于黏弹性人工边界的振源-土体-隔振沟三维模型,系统分析空沟、填充沟的参数(深度、宽度、距离、填充材料等)对隔振效果的影响,并首次提出空沟-泡沫填充沟的组合形式。结果表明,隔振沟深度是决定性因素,隔振沟距离越远隔振效率相对越低,空沟宽度影响很小,泡沫填充沟宽度的影响小于深度,双泡沫填充沟方案是比单泡沫沟更经济有效的替代方案,而空沟-泡沫填充沟的隔振性能更好且结构更稳定,最终,将此新型组合隔振形式应用到机床隔振,优化隔振沟参数后可将振动响应降低到原来的15%以下,有效降低环境振动对机床的影响。

基于改进贝叶斯的重型数控机床可靠性研究

重型数控机床在机械加工领域占据重要地位,因此提高其可靠性以及加工精度,对我国工业发展有重要意义。重型数控机床具有结构复杂、故障溯源困难、样本少、数据不足等缺点,因此对其进行可靠性研究比较困难。针对这一问题,采用双参数的威布尔分布建立机床的可靠性模型,引入贝叶斯理论对其进行参数估计,并通过马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC)计算参数估计结果。对贝叶斯参数估计法中的待估参数进一步分析,得到多层次的贝叶斯模型,并通过参数仿真实验分析其准确性。采用标准均方根误差值及置信区间宽度进行模型优劣的对比,结果表明,改进后的贝叶斯方法参数估计结果精度更优,更有利于建立机床可靠性模型。

基于隐Markov模型的重型数控机床健康状态评估

为了辅助重型数控机床的综合健康状态评估,从性能劣化角度出发,建立基于多性能参数多观测序列的隐Markov健康状态评估模型,改进了以往基于单性能参数的隐Markov模型不能准确描述机床健康状态的问题。针对隐Markov模型的参数初始化难题,通过K-means方法进行参数聚类分析,使初始化参数趋向于全局最优解;由于单性能参数不能完全描述机床状态的隐含信息,提出一种基于多性能参数多观测序列值的隐Markov模型训练算法。通过某重型数控机床滚珠丝杠的健康状态评估实例,获取了滚珠丝杠的健康状态变化趋势,验证了方法的可行性和有效性。

重型数控机床热误差建模及预测方法的研究

重型数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键问题。针对一台典型的重型落地铣镗床,以机床热误差测量试验为依据,分析该类机床温度场的特点;据此提出一种旨在完成高效温度测点优化的改进系统聚类方法,该方法使用一种兼顾欧氏距离和相关系数的系统聚类准则,可以有效地降低优化后温度测点之间的共线性。基于优化后的温度测点,利用多元线性回归分析,构建了机床的热误差预测模型。现场试验数据表明,该方法可以将热误差预测的均方根误差降低到10μm以下,相较于其他方法有着更高的热误差预测精度,有望在其他重型数控机床的热误差建模和预测研究中得到更大的推广应用。

重型数控机床热误差的分离与建模

为解决重型数控机床热误差严重的问题,提出一种基于线性回归的热误差分离和建模方法.对机床的几何误差与热误差进行分离,得到相应的热误差参数;结合主因素和互不相关等温度传感器优化布置策略,选出相应的热误差关键点;采用线性回归理论进行热误差的建模.在一台型号为TK6920的重型数控落地铣镗床上进行了立柱热倾斜误差补偿实验.结果表明:利用所建立的热误差模型进行补偿,立柱在X和W方向的直线度误差分别由0.45 mm和0.25 mm降到了0.13 mm和0.09 mm,补偿率分别为71%和64%.采用误差补偿技术可降低重型数控机床的热误差,从而提高其加工精度.

基于Bayes理论的重型数控机床可靠性评估方法研究

针对重型数控机床故障数据样本少,传统可靠性评估方法无法对其有效评估的问题,提出基于Bayes理论对小样本条件下重型数控机床的可靠性进行评估的方法。利用自助法(Bootstrap)抽样得到样本平均无故障间隔时间(Mean Time Between Failures,MTBF)的离散分布,采用威布尔(Weibull)分布作为拟合分布,推导出可靠性寿命验后分布。通过试验数据和机床使用单位收集的故障数据的验证,说明了小样本可靠性试验获得的评估结果比较准确,该方法对实际的小样本评估有一定的借鉴意义。

双电机驱动消隙技术在重型数控机床的应用

针对传动间隙对重型数控机床精度影响和传统机械消隙效果差等问题,提出采用双电机驱动消除机械间隙的方法,阐述双电机驱动消隙技术原理和实现方法。将双电机驱动消隙技术应用在高精度卧式车削中心C轴和Z轴上,实践表明双电机驱动消隙技术消隙效果好、精度高,提高机床动态响应和定位精度,简化驱动系统结构,降低后期维护费用。

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真。比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机。

基于模糊故障树的某重型数控机床主轴系统可靠性分析

为提高数控机床主轴系统的可靠性,找出主轴系统的薄弱环节,以某重型数控卧式铣镗床主轴系统为研究对象,建立以主轴系统故障为顶事件的故障树。由于时间和成本的限制很难得到基本事件故障率的准确值,因此结合专家判断法和模糊集理论,将专家意见汇总为梯形模糊数,确定出基本事件的发生概率,对故障树展开定性定量分析,并计算基本事件的重要度。最后通过基本事件的重要度排序结果,确定出影响系统的关键故障因素。

QYLC10重型数控机床进给驱动系统设计与仿真

根据机械动力学原理,考虑进给丝杠轴的弹性,建立QYLC10重型数控机床进给驱动系统的数学模型,分析进给轴的刚度对系统性能的影响。基于MATLAB软件利用阿克曼极点配置法设计系统的状态反馈控制器,建立进给驱动系统的状态空间仿真模型,对极点配置的可行性进行仿真分析。研究结果表明:进给驱动系统的刚度越低,系统的稳定性越差;利用阿克曼极点配置法可以把进给系统的闭环极点设置在任何期望的位置上,有效克服了进给系统刚度不足对稳定性的不利影响,使系统获得更理想的动态性能。所进行的研究对于其他高阶系统或多输入/多输出系统的控制器设计具有参考价值。

基于ADAMS的重型数控机床进给系统仿真

文中利用经典控制理论对重型数控机床进给系统建立数学模型,并采用动力学仿真软件-ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)对模型进行仿真。在此基础之上比较了进给系统发生爬行现象和正常运行时的仿真结果。

重型数控机床滑枕部件可靠性试验台液压系统设计与仿真

重型数控机床作为工业发展水平的象征,推动制造业的发展,而重型数控机床的可靠性是衡量机床发展水平的标准。目前国内外对重型数控机床可靠性试验台液压系统的研究较少,我国对数控机床滑枕部件可靠性试验台液压系统的研究与国外尚有差距。为此,该文结合TK6920型数控落地镗铣床,对重型数控机床滑枕部件液压系统进行了设计、仿真。通过仿真分析可知,所设计液压系统可满足试验台的试验要求。

国内重型数控机床的现状及发展趋势

重型数控机床是能源、交通等行业超重、超大零部件的工作母机,制约着这些行业的发展。结合国内重型数控机床设计与制造的挑战,以数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床CKX5680为例,介绍了重型数控机床的技术突破与创新;介绍了已投入使用的多型国产重型数控机床及其使用中遇到的问题;对重型数控机床的发展趋势进行了展望。

重型数控机床静压转台承载力计算分析及研究

在本文静压转台研究过程中,为了进一步针对重型数控机床静压转台承载力进行更加详细的计算,同时更加全面的针对重型数控机床定量闭式静压转台的特点以及油垫支承力耦合作用进行计算处理,文中主要从以下三方面进行了更具深入性的探究分析工作:首先,分析了静压转台结构及静压油垫支承力计算工作;其次就静压油膜的等效方法进行了总结探究;再次,针对转台自重下油垫支承力分析与模型验证工作展开了深入的分析工作;最后,围绕转台不同半径处的单点承载力展开了相应的探究工作,旨在通过本文研究工作的展开,进一步为重型数控机床静压转台承载力计算的精准性优化起到促进作用,最终确保静压转台的承重和精度的稳定性。

重型数控机床床身热变形分析及优化

利用ANSYS建立床身-基础瞬态温度模型,同时通过床身–基础系统温度场实时监控试验台获得关键点实测温度数据,将ANSYS计算的温度模型与实测数据对比,修正有限元模型的参数,使得仿真温度分布与实际温度分布基本一致,确保仿真结果可靠。根据床身的热态特性研究提出了3种降低床身热变形的方法:改变结构件材料、优化结构、采用热容平衡技术。利用修正后的仿真模型对其中优化材料的方法进行热变形有限元分析和效果验证,结果表明人造花岗岩材料相较于传统的铸铁材料HT300热稳定性更优越,可消除床身因热变形引起的直线度误差高达31.8%。

面向重型数控机床的加工工艺参数优化方法

随着社会的快速发展,全球经济已经实现了一体化,人们的生活质量不断提高,对物质产品的要求也在不断提高。只有有特点的产品才能引起人们的注意,才能受到观赏者的追捧。相比于西方国家,我国的重型数控机床加工工艺比较落后,要想在激烈的市场竞争中生存发展,我国必须引进先进的重型数控机床加工工艺,优化重型数控机床加工工艺参数,提高企业的经济效益和社会竞争力。

聚焦三大重点领域 精研重型数控机床——走进先进制造技术北京市重点实验室

先进制造技术北京市重点实验室获批于2001年,是北京工业大学机械工程北京市一级重点学科的科研学术基地。实验室多年来以“立足北京,融入北京,服务北京”为发展宗旨,积极发挥实验室作为北京装备制造业科技创新和高端人才培养基地的重要作用。

重型数控机床预加载双齿轮齿条装置刚度分析

介绍了重型数控机床预加载双齿轮齿条传动装置的应用范围、影响变量,对变量、对传动装置刚度的影响进行分析,提出了结构设计的一些原则,介绍了两种解决方案.