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。

基于工匠精神引领下的虚拟仿真系统在数控技术专业教学中的应用分析

以虚拟仿真系统为主体的信息化教学资源在教学中的广泛应用,已成为推动高职教育教学改革的有效手段。虚拟仿真系统具有贴近现场、能动态观察加工制造过程的实用性,对提高数控技术专业学生的专业能力起到了积极的作用。将数控仿真系统引入高职院校数控专业理论课程教学中,以优化数控教学效果,提高教学效率,也满足了教学改革的需要。在此基础上,本文简要分析了运用数控仿真系统在高职数控技术专业中的教学应用及参考策略。

基于3DS Max的数控机床加工系统设计

数控机床加工已成为机械现代化发展的核心部分,然而,当前数控机床加工的准确性仍然面临严峻挑战。研究基于3DS Max建模软件完成了数控机床加工系统设计。采用3DS Max软件绘制数控机床的3D模型,依据实际需求实现系统交互界面的可视化。结果显示:窗口的界面功能预测结果均与实际结果保持一致;切削仿真实验中加工数据的延迟最高为58 ms,最低为29 ms,平均延迟为36 ms,满足测试要求;研究系统占用率较低,为14%,低于其余3种系统的CPU占用率。以上结果均验证了所设计系统性能的优越性,表明所构建系统在数控机床加工控制领域有着十分重要的意义。

数控系统样条曲线插补技术研究综述

传统数控系统加工复杂曲线时,一般采用微小线段或圆弧段逼近的方法,加工精度低,易引发刀具抖动、机床振动等问题。随着CAD/CAM技术的发展,现代数控机床向高速度、高柔性方向发展,基于高质量加工的要求,提出样条曲线插补方法。对样条曲线插补方法进行综述,首先阐述了插补技术的重要性;其次从进给速度、加工精度等角度系统分析了样条曲线插补方法,分别介绍了A样条插补、B样条插补和C样条插补;最后描述了三种插补方法的发展过程和最新研究动态,对其未来趋势做了总结和展望。

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。

基于数控高速切削加工工艺的机械加工系统研究

数控高速切削加工工艺因其具有加工质量较高、切削效率较高以及良好的经济性等特点,被广泛应用在机械加工中。文章以数控高速切削加工工艺为基础,构建机械加工系统,分析影响数控高速切削加工工艺的主要因素,提出相应优化措施,并辅以具体实例进行验证,提出在机械加工中应用其技术的必要性和可行性。

基于数字孪生的数控机床运行监测系统设计与开发

本文基于数字孪生五维模型,实现对机床的状态数据远程监测与加工运动仿真,设计了机床运行监测系统的总体框架,添加了OPC UA客户端节点数据订阅等功能,完成与机床数控系统运行数据的对接,利用SolidWorks等平台搭建机床的三维模型,借助Unity平台以运行数据为驱动,结合XChart插件开发了机床运行数据监测界面,以数控程序为驱动,结合刚体平移、旋转运动控制原理,实现了机床三维模型的加工运动仿真功能,最终实现了二维数据图表与三维运动仿真相结合的数控机床运行监测功能。

高速精密数控轧辊磨床中心架液压润滑系统的设计及其优化

中心架作为轧辊磨床的重要部分之一,起着支承和卸荷的重要作用。文中以某型高速精密数控轧辊磨床为依据,设计了其中心架的液压润滑系统,基于AMESim软件建立该液压润滑系统模型并进行仿真计算,分析得出侧瓦和底瓦静压固定活塞直径、静压固定活塞杆径及调速阀设定流量对系统中静压腔油压特性具有显著影响。采用遗传算法对影响系统静压腔油压特性的3个参数进行优化,结果表明:优化后的中心架液压润滑系统中,静压腔油压稳定性得到了显著的改善,达到稳定状态的时间明显缩短,验证了优化方案的合理性,其结果可为轧辊磨床液压润滑系统的设计及优化研究提供理论依据。

超低温内喷式数控铣床开放式数控系统开发

传统数控加工系统难以满足超低温灵活加工的试验需求,通过研发开放式数控系统以兼容更加多样的加工条件。基于“工业计算机(IPC)+PMAC”架构开发了超低温内喷铣床的开放式数控系统,并在数控系统中开发了G代码运动控制功能,实现了液氮调控功能。在机床上进行的运动精度测试结果表明,开发的开放式数控系统及相关功能满足超低温加工需求。

基于ARM+FPGA的电火花小孔机床数控系统设计

针对现阶段电火花小孔加工数控系统兼容性差、实时性低、模块冗余的缺点,设计开发了一款基于嵌入式ARM+FPGA架构的电火花小孔加工数控系统。将上位机的功能合理划分成多个功能模块,设计成不同的软件进程,并合理分配CPU资源,提高系统可靠性和实时性。上位机使用RS485总线直接与伺服驱动器通信,并直接计算出电机控制指令,通过工业以太网传输至FPGA输出脉冲信号控制电机和硬件设备,形成软数控系统。通过电火花小孔加工和电火花铣削试验表明,设计的软数控系统稳定可靠,加工效果良好。

数控平面磨床控制系统设计

针对大平面长平面类零件精密磨削加工需求,实现基于SINUMERIK 840D sl的数控平面磨床控制系统设计。主要介绍控制系统硬件和软件的工程设计方法,以及一些专用数控功能的实现方法。利用S120驱动专用调试工具,完成X轴、Z轴直线电机伺服控制以及距离编码光栅尺反馈调试和优化,实现进给系统全闭环控制;通过对PLC程序的模块化设计,实现数控磨床辅助系统控制和用户报警功能;通过Programming Package方法设计自定义NC扩展界面,优化了磨削操作体验并且提高了加工效率;通过附加触发式测头,实现工件磨削在位检测功能。

基于改进PID算法的船舶零件数控加工系统设计

船舶制造是国家工业实力的重要体现,船舶零件加工需要电机精确定位,但传统PID算法存在超调以及稳定时间过长的问题,因而难以满足现代造船业的需要。本文将PID算法和模糊控制进行有效结合,分析改进PID算法的基本原理,并对改进的PID算法进行建模和仿真。在此基础上提出船舶五轴零件数控加工系统的设计目标,并设计硬件的整体结构框架。测试结果表明,五轴数控系统的加工平面度、轮廓度以及加工精度均能够满足设计要求,系统具有较好的可靠性和稳定性。

基于内网穿透的FANUC数控系统PMC远程访问方法

为解决内部网络中FANUC数控系统PMC远程访问的问题,文章提出了基于内网穿透的FANUC数控系统PMC远程访问方法,并使用花生壳软件、NATAPP、frp和花生壳硬件盒子等4种内网穿透工具实现,详细阐述了各个工具方法在实际使用中的具体配置方法,分析对比了4种方法在实际中的应用场景以及优势和劣势。这些方法具有低成本、高效率的特点,为实现FANUC数控系统PMC的远程访问提供了一定的指导和参考。

基于CANopen总线的嵌入式数控系统主站设计

针对目前高端的数控系统价格高昂,开放性差,难以满足中小客户群体的需求,而小型的嵌入式数控系统主要以脉冲控制为主,存在接线复杂、容易受到干扰、加工效率低等问题。该文基于GRBL对总线式嵌入式数控系统进行了研究,引入拐角圆弧过渡、动态速度前瞻等轨迹规划算法优化加工路径。采用FreeRTOS实时操作系统,提高软件执行效率。基于CIA301和CIA402协议,采用CANopen工业现场总线实现对多轴电机的协同控制。实验结果表明,基于CANopen总线的嵌入式数控系统能够精确的跟踪加工轨迹,且相比于传统脉冲控制方式,接线数量减少了50%,有效提高了嵌入式数控系统的加工效率和可靠性。

数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制策略

以数控机床伺服驱动系统的多电机同步控制为研究对象,提出了一种基于多交流伺服电机的同步控制策略。此策略将虚拟主轴和偏差耦合的同步控制方式相结合,并加入反向传播神经网络比例积分微分控制以及自适应鲁棒控制。通过搭建Matlab/Simulink仿真平台模拟了系统的运行状态。结果表明,所提同步控制策略具有良好的同步性能和伺服效果,在提高多电机联动系统的控制精度和响应速度、减少摩擦和齿隙的影响以及增强系统鲁棒性方面表现出优越性。

数控机床液压系统分析与装配工艺实践

研究机床液压系统的工作原理、完善液压元件的安装工艺是机床生产和使用单位从装配细节着手提高机床稳定性等综合性能的有效途径。文章以某知名国产品牌数控车床的液压系统为研究对象,分析了该产品液压系统的组成及控制回路的工作原理,并对液压元件通用装配工艺做出了详细的规范性技术要求。通过在机床生产与维修中的实践证明,此技术规范可提高机床装配质量和综合性能的稳定性,可为机床技术从业人员掌握机床液压系统的基本知识提供一定的参考,对正确安装、调试、使用、维护和维修机床有着重要的指导意义。

基于FANUC数控系统的信号跟踪功能的实现

本文简要介绍了信号跟踪功能作为FANUC数控系统中一种分析信号变化、跟踪信号状态的专用工具的内涵及具体的使用方法,并以案例的方式介绍了该功能在调试或者维修工作中PMC输入点的对点、PMC调试工作中动作时序的确认、提升机床加工效率、维修工作中的故障原因分析四个方面的具体应用和作用,说明了该功能在设备调试、提速、维修等方面的重要性和必要性。

数控车床故障传播溯源与诊断系统设计研究

随着数控车床在机械加工制造行业的普遍应用,数控车床的故障溯源与诊断工作尤为关键。不仅可以快速实现故障定位,还能追溯故障源头,从根本上解决故障问题。文章分析故障溯源、相变识别、故障追踪等故障判断方式,设计数控车床故障诊断系统,包含用户模块、历史故障信息输入与查询模块、故障诊断模块、信号预处理模块等组成部分,对故障诊断系统开展对比实验,突出系统优势。

刀剪制造专用数控磨床A轴控制系统设计

针对目前刀剪磨削机床角度控制轴(A轴)传动精度低及难以实现多轴联动控制的问题,依据刀剪端面磨削工艺特点,构建出一种数控机床四轴坐标系,进行A轴机械控制机构设计,进而开发配套的数控系统,设计了A轴角度计算功能和砂轮磨损补偿功能等模块,实现A轴与机床X、Y、Z轴的四轴联动精密控制。生产实践验证,新型A轴控制系统可靠保证了刀剪磨削加工的角度精度和力矩要求,平均无故障工作时间达到30000h,刀剪的表面粗糙度达到Ra0.2μm,生产效率比现有的三轴数控磨床提高30%以上。