数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪研究

数控机床多轴联动铣削加工运动学参数变化较大,导致加工轨迹跟踪误差与用时增加。提出新的数控机床多轴联动铣削加工轨迹快速跟踪方法。构建数控机床多轴联动铣削刀具和加工工件瞬时坐标系,实现二者之间的转换,根据坐标系转换结果建立数控机床多轴联动铣削加工运动学模型,结合运动学模型和强跟踪卡尔曼滤波轨迹跟踪方法实现铣削加工过程中运动轨迹的快速跟踪。实验结果表明:该方法可实现铣削刀刃上任意目标点的轨迹跟踪,轨迹跟踪误差低于0.1μm,跟踪平均用时低于1.2 ms,可快速实现高精度的铣削加工轨迹跟踪,为提升铣削加工质量提供保障。

基于UGNX12.0冰墩墩模型的5轴数控加工实例

为了分析冰墩模型零件的可加工性,使用的加工设备是现代制造业主流5轴智能数控加工设备,制定合适于本案例的加工工艺方案,基于主流编程加工软件NX12.0设置加工刀轨,刀具轴线控制和其他参数,以典型零件5轴加工冰墩模型为例,安排合理的工艺方案,编写用于实际加工的刀路轨迹,运用多轴联动方式生成刀轨,仿真处理采用当前主流仿真软件,在实际制造过程中,验证本案例所编排的工艺和刀具路径方案是比较合理的,从而保证了该零件的尺寸公差要求,符合典型5轴零件的加工制造。

空间曲面零件电火花线切割加工新技术

开发了能实现空间曲面工件电火花线切割加工的多轴联动加工系统。阐明了系统的组成及运动规律。通过计算机仿真和加工实践 ,研究验证了数学模型的正确性 ,从而拓宽了电火花线切割加工的工艺范围 。

空间曲面线切割多轴联动加工系统开发及应用

开发了能实现空间曲面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,分析了系统的组成和运动参数。依据空间解析几何直纹曲面形成原理,建立了五轴联动加工的数学模型体系,获得了五轴联动加工三导线曲面零件的数学模型。研制了多轴联动加工系统的执行机构转摆摆数控工作台及数控系统,加工出理想的实验样件。解决了空间曲面零件的加工难题,拓宽了高速走丝电火花线切割加工的应用范围。该方法在模具制造及空间曲面零件加工中得到广泛应用。

八轴五联动加工中心几何仿真环境构建方法研究

通过分析几何仿真环境的功能需求,设计了几何仿真环境的结构。以某公司生产的1台八轴五联动镗铣加工中心为原型,分析机床的几何约束关系和运动关系,构建机床模型、控制模型与测量分析模型,建立了具备现实机床系统全部功能、特征和行为的几何仿真加工环境。实际应用表明:构建的仿真环境能真实反映机床的静态特征和动态特征,在该仿真环境中进行仿真测量分析,能有效保证产品加工质量和机床安全性。所提的几何仿真环境构建方法为构建其他类型多轴加工几何仿真环境提供技术支持和参考。

平面二次包络四轴四联动数控磨床加工原理及实验研究

分析了平面二次包络四轴四联动数控磨床的加工原理,根据该原理及磨床结构建立了坐标系,推导出了各个相对坐标系间的齐次坐标变换矩阵,创建了理论状态下的数控加工数学模型,并采用基于CDK6150数控车床改造的平面二次包络四轴四联动数控磨床进行切削实验,设置平面二次包络蜗杆参数,编写数控加工程序,验证了其加工原理的正确性。

基于冗余联动的六轴联动数控机床加工轨迹误差优化

针对数控机床实际加工轨迹与理论轨迹存在误差的现象,提出利用六轴联动数控机床冗余联动特点优化该误差的方法。建立了一类六轴联动数控机床的运动学模型,并研究了其冗余联动特点。根据刀具接触点运动规律,以冗余旋转联动轴的运动优化刀具中心点运动轨迹误差和刀具轴线转动轨迹误差,从而实现加工轨迹误差的优化。在实际六轴联动数控机床上进行了抛光加工实验,通过应用所提出的轨迹误差优化算法,减小了抛光过程中的加工轨迹误差,降低了工件表面粗糙度,且保证加工后表面具有较高的均匀一致性,提高了抛光表面质量,从而验证了所提出方法的有效性。

核电冷却泵泵体五轴数控加工工艺研究

核电冷却泵泵体是主回路系统中三大核心部件之一,泵体的制造加工精度对整体设备的运行安全有直接影响。为提高泵体的加工精度,提出用五轴数控加工工艺加工泵体。分析泵体特征,应用尺寸中差建模,并设计专用夹具。基于遗传算法,研究加工工艺及方法,应用五轴联动数控加工中心完成核电冷却泵泵体加工。解决了圆柱倒扣面、90°弯管管道、薄壁件等加工难题。

ITER CC校正场线圈绕制数学模型的建立及其计算

为了实现ITER CC校正场线圈绕线机自动绕制线圈,就线圈绕制过程进行了运动学分析。分析的关键在于预弯点运动轨迹数学模型的推导,经过一系列推导得到了参与线圈绕制的四根驱动轴的数学关系。对于具体线圈绕制过程进行了数据计算,得出四根驱动轴随时间变化的速度函数,构成了绕线机电控部分数学基础。研究结果表明该绕线机自动绕制线圈是可行的。

基于UG建模和PowerMIL刀路的柱面型腔四轴联动加工

文章应用UG建模和PowerMIL加工模块,对柱面型腔零件进行建模和四轴联动加工探讨。

生物可降解血管支架四轴联动3D打印技术研究

生物可降解血管支架凭借其良好的生物相容性和完全可降解性,被认为能从根本上解决血管局部再狭窄问题,得到了广泛关注和研究。但现有的血管支架制造技术存在成型质量低,制造柔性差或成本高等问题。近年来,3D打印技术凭借其"增材制造"的独特优势,在生物医疗器械个性化制造方面优势明显。综合考虑支架的管网状结构特点,基于熔融沉积原理构建了一种四轴联动3D打印装置,即在笛卡尔型打印机主体上增加一个具有温控功能的旋转方向可控A轴装置,详细阐述了其结构组成和系统控制方案,并通过成型实验制备了两种新型聚合物支架结构,验证了四轴联动3D打印技术在可降解血管支架制备方面的可行性。

超精密微小型车铣复合加工机床的空间误差建模与灵敏度分析

微小型车铣复合加工机床可实现一次装夹完成大部分零件加工工序,是微小型复杂结构件加工必不可少的数控设备,作为精密加工数控设备,其自身的空间几何误差直接影响零件的加工精度。以北京理工大学自主研发的超精密微小型车铣复合加工机床CXKG25-I为研究对象,首先开展超精密车铣复合机床空间几何误差元素分析,获得机床的57项空间几何误差,并基于多体系统理论方法建立超精密车铣复合加工机床的空间几何误差模型。然后开展了空间几何误差因素的灵敏度分析,并揭示了影响机床加工误差的关键敏感因素,其分析结果指导和优化超精密车铣复合加工机床结构设计与制造。

生物可降解血管支架四轴联动3D打印技术研究

生物可降解血管支架凭借其良好的生物相容性和完全可降解性,被认为能从根本上解决血管局部再狭窄问题,得到了广泛关注和研究。但现有的血管支架制造技术存在成型质量低,制造柔性差或成本高等问题。近年来,3D打印技术凭借其"增材制造"的独特优势,在生物医疗器械个性化制造方面优势明显。综合考虑支架的管网状结构特点,基于熔融沉积原理构建了一种四轴联动3D打印装置,即在笛卡尔型打印机主体上增加一个具有温控功能的旋转方向可控A轴装置,详细阐述了其结构组成和系统控制方案,并通过成型实验制备了两种新型聚合物支架结构,验证了四轴联动3D打印技术在可降解血管支架制备方面的可行性。

大型精密六轴联动电火花加工机床精度误差模型研究

针对牛头式大型精密六轴联动电火花加工机床的结构特点,分析了机床运动平移、旋转、热影响和电极损耗等因素产生的误差,运用多体动力学系统理论建立了六轴联动电火花加工机床的综合误差数学模型,为机床主机精度设计进一步做误差分配和多轴联动加工精度预测提供理论依据,也为满足机床的精度要求提供了有效保证,还为以后对机床进行误差实时补偿提供了重要参考。

基于牛顿-欧拉法的三轴线连杆转向机构数学建模与仿真优化

针对三轴线车转向过程中存在的转向精度不高的问题,借助牛顿-欧拉法在多体建模上的优势,建立了三轴线连杆转向机构的数学模型,推导出转向机构的位置、角速度和受力方程,利用MATLAB软件与Adams软件搭建运动学模型和动力学模型,通过Simulink与Adams的联合仿真对三轴线连杆转向机构的关键点位进行仿真优化。仿真结果表明,经过优化后三轴线连杆转向机构的转向精度得到提高,转角误差降到2.2°以下,且各铰接点位受力更加稳定,提高了转向稳定性。

基于模型重构的凸轮加工在线补偿方法

通过改进重构凸轮X-C轴联动加工模型,建立X-C轴联动加工通用补偿模型;采用最小二乘拟合还原数据曲线并得到规则化输出,结合延迟补偿模式,实现凸轮加工的在线检测补偿功能。由此可解决直线和转角反馈无法补偿X-C轴联动同步误差的问题,有效降低X-C轴联动加工过程中同步误差带来的影响,提高了凸轮的加工精度和质量,为凸轮加工在线检测补偿提供可行方案。

龙门五轴机床RTCP功能的新模型及其应用

旋转运动的存在使得五轴联动加工存在非线性运动误差。通过实时线性补偿,现有高档数控系统RTCP功能可有效补偿非线性运动误差,但并不能完全消除非线性误差。重点研究了现有RTCP模块设计和算法实现,总结了一种改进的RTCP模型,设计了相应的算法。利用MATLAB对一台A-C轴铣床进行编程仿真和加工验证,结果表明五轴联动数控机床的动态精度得到了提高。

基于键合图的五轴联动数控机床动态特性分析与能耗建模研究

制造业是我国碳排放的主要源头,高能效绿色机床装备是制造业实现“碳达峰、碳中和”目标的关键,机床的动态特性分析与能耗建模是机床绿色设计的重要环节。以五轴联动数控机床的各子轴系统为研究对象,针对其能量交互不明晰、自由度高、结构复杂的特点,基于键合图理论建立动力学特性数学模型和能耗模型。该模型综合考虑了机床各子轴系统动态特性和对能源消耗具有强关联性的关键变量,并利用Matlab-Simulink仿真工具建立了动态仿真模型。仿真分析和实验验证结果表明,所提出的基于键合图理论的动力学特性数学模型和能耗模型是合理且有效的。该模型对于深入分析各子轴系统的动态特性,了解其能量传递过程,指导其高能效优化设计,具有现实的指导意义。

基于四轴联动摆线齿锥齿轮切齿加工及试验验证

分析了摆线齿锥齿轮的加工原理,介绍了五轴四联动摆线齿锥齿轮数控机床的工作方式和特点,提出了基于四轴联动加工摆线齿锥齿轮的可行性并做了分析。通过分析五轴四联动数控机床与传统机械式机床数学模型的区别,为两种机床的加工方式做了等效转换,得到了在五轴四联动数控机床上加工出摆线齿锥齿轮的齿面方程。分析了机床各个联动轴的实时运动坐标关系,得到任意时刻各个联动轴在五轴四联动数控机床上的坐标。通过切齿加工和滚检试验,得到了较为理想的接触区。验证了基于四轴联动加工摆线齿锥齿轮理论的正确性,并为国内弧齿锥齿轮加工设备的自主研发提供了理论支持。