考虑机床几何误差的球头刀三坐标NC铣削刀位控制

机床的各种误差是影响机床加工精度的重要因素,其中机床几何误差是主要的误差来源之一。为消除机床几何误差对加工精度的影响,以球头刀三坐标数控(numerical control,NC)铣削加工为研究背景,基于齐次坐标变换理论与刚体运动学方法,结合机床运动链拓扑结构分析,将机床几何误差映射到球头刀刀心的位置误差上。根据球头刀铣削工件表面成形原理,考虑机床几何误差与球头刀刀心位置间的映射关系,构建出刀心曲面与工件表面/设计曲面之间的正逆向计算模型。通过该模型求解出消除机床几何误差的编程刀心曲面,将该曲面导入CAM软件,即可获得消除机床几何误差的NC加工程序。通过曲面实例进行计算和仿真,佐证了该方法的可行性。

数控机床误差补偿关键技术及其应用研究

数控机床是一种利用数控系统控制机床运动和加工过程的先进设备,其加工精度和质量受到多种因素的影响,如滚珠丝杆的螺距误差等。螺距误差会导致机床定位精度降低,影响加工精度。为解决这一问题,文章研究数控机床误差补偿的关键技术及其应用,介绍数控机床误差补偿的原理,分析数控机床误差补偿的基本要素,并设置数控机床误差补偿参数结构体及误差补偿流程,最后进行数控机床误差补偿实验。通过实验发现,加入补偿后,X轴的各项检验指标都得到显著改善,均满足国标允差值要求。

直线运动滚动导轨副的法向接触力学模型

借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作总载荷的隐函数方程,并重点推出了单个滚珠法向压缩量、滚珠法向接触刚度、滑块总压缩量、滑块整体法向接触刚度的解析解。数值仿真结果表明:单个滚珠的压缩量随着沟道曲率半径系数的增加而增加;滚珠的法向接触刚度随着单个滚珠压缩量的增大而向上凸弧式增大,但随着沟道曲率半径系数的增大而减小;滑块的总压缩量随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增大而增大,但随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而减小;当外加法向工作总载荷远远小于最大外加法向工作总载荷时,可视滑块整体法向接触刚度为常值;当外加法向工作总载荷接近最大外加法向工作总载荷时,外加法向工作总载荷对滑块整体法向接触刚度有显著影响,滑块整体法向接触刚度随着外加法向工作总载荷的增加而迅速减小;滑块整体法向接触刚度随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而提升,但随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增加而减小。结合部法向接触力学模型的建立将有助于分析直线运动滚动导轨副运动接触表面间的实际接触状态。

基于球杆仪检测五轴数控机床主轴的热误差

提出了一种基于球杆仪的主轴热误差检测新方法用于五轴数控机床主轴热误差的便捷检测。该方法借助五轴数控机床的两个旋转轴分别单独运动,实现两个正交圆或圆弧构成的球杆仪空间轨迹测量;采用最小二乘方法对测量数据进行处理,求解主轴空间位置;通过初始状态和经过一定时间间隔测量多组数据,分离得到相应时间段的主轴热误差,包括1个轴向热伸长和2个径向热误差。以双转台五轴数控机床为例,从安装方法、测量步骤和辨识原理等方面介绍基于球杆仪的主轴热误差检测方法,并与ISO 230-3中的5点法进行了对比实验。实验结果显示:该方法的辨识结果与5点法测量结果的平均相对偏差小于15.8%,验证了本文方法的可行性和有效性。该方法测量装置简洁,便于携带、安装和测量,测试结果可为五轴数控机床主轴热误差补偿提供依据,从而有效地提高机床的加工精度。

变轴数控机床伸缩杆长度误差诊断的矢量法

为了探索用球杆仪诊断变轴数控机床伸缩杆误差的方法 ,根据球杆仪诊断传统数控机床误差的原理 ,提出了基于轨迹圆的矢量法 ,研究伸缩杆长度误差对动平台位置误差的影响 .利用伸缩杆长度误差测量数据 ,通过图解法和位置正解的数值方法进行计算 ,均证明矢量法正确 .

基于软测量的球磨机优化控制方法

针对球磨机控制的难点和不足,提出了一种基于料位软测量技术的球磨机优化控制方法。首先,在分析球磨机系统特性和振动特性的基础上,确定了料位软测量的辅助变量。其次,基于最小二乘支持向量机算法,给出了一种球磨机料位软测量方法,并通过现场实测数据进行料位检测,结果表明该软测量方法的精度较高;最后,在料位软测量的基础上,提出了一种球磨机负荷模糊控制算法。仿真和应用结果表明,该控制方法具有较好的动态特性和鲁棒性,能够实现球磨机优化运行。

球杆仪的三轴数控机床几何误差检测方法与误差补偿

就三轴数控机床几何误差的测试和辨识进行了介绍、探讨和研究,利用球杆仪可以方便快捷地测量数控机床的几何误差,通过建立三轴数控机床的几何误差模型,在精确掌握三坐标数控机床几何误差的基础上,采用修正NC数据实现误差补偿,结果表明,机床的各项误差都有所降低。

基于支持向量数据描述的高效异常数据检测算法

为了解决大规模数据中的异常检测问题,提出了基于支持向量数据描述(SVDD)的高效离群数据检测算法。该算法的核心思想为:首先利用SVDD获得包含单类数据的最小球形边界,然后通过该边界对未知样本数据进行分类,并利用最小闭包球算法对SVDD分类器进行优化求解。在UCI机器学习数据集和入侵检测数据集上将该算法与其他离群数据检测算法进行了实验比较,结果表明,该算法不仅获得了更高的检测准确率,而且具有较低的运行时间。

基于运行模式识别的球磨机自适应解耦模糊控制与仿真

针对目前球磨机系统控制存在的不足,提出了一种基于运行模式识别的球磨机系统自适应模糊解耦控制算法。首先,分析了球磨机系统的动态特性,并结合某电厂测试试验,得到了球磨机系统的数学模型;其次,采用LS-SVM算法对球磨机系统的运行状态进行识别和分类;对于正常工况,针对耦合回路,设计了自适应解耦模糊控制器对球磨机进行控制;对于异常工况,给出了相应的控制策略。最后对正常工况下的自适应解耦模糊控制算法进行了仿真研究。仿真结果表明,该算法能够有效地实现球磨机系统运行工况模式识别和耦合回路的解耦控制,控制系统具有良好的动态性和鲁棒性。

多轴CNC机床加工曲面上曲线的刀具姿态实时控制

多轴ＣＮＣ机床加工的空间曲线都是位于曲面上的，且切削刀具不是数学上的理想质点，因此，从满足机械 加工工艺和机床ＣＮＣ系统实时控制的要求出发，建立了刀具及其姿态控制的数学模型，该模型中的曲面－曲线标 架只需要被加工曲面－曲线具有一阶连续性，这大大减小了设计和构造空间曲面—曲线的复杂程度，提高了 ＣＮＣ系统的实时性。最后，以磨削圆锥球头立铣刀的刀刃为例，说明了模型的实际应用方法。

五轴联动数控机床的设计

介绍已研制成功的具有自主知识产权与多项专利技术的XTK138/5五轴联动数控机床的总体设计,A、C联动回转轴设计,传动系统设计及数控系统设计。该机床已投入生产,其运行状况良好,加工精度和加工效率达到同类进口机床的水平。

加长型数控机床进给系统的定位精度分析

针对加长型数控机床设计的特殊性,以CK6163×3000进给系统的设计为例,详细讨论了其进给系统的设计,分析了半闭环控制的数控机床进给系统的定位精度,指出影响定位误差的关键因素是丝杠的误差,为加长型数控机床进给系统的结构设计提供了理论依据。

适用于智能球机的高鲁棒性侵入跟踪方法

智能监控球机广泛应用于家居室内智能监控。针对智能球机无法长时间检测、识别、跟踪侵入目标的问题,该文设计了一种结合目标检测、识别、跟踪算法的闭环结构,并采用控制算法控制球机云台转向自动跟随侵入目标。在运动目标检测方面采用vibe算法,在目标识别上采用神经网络识别目标,其中采用ssd网络检测人脸,使用yolov3网络识别人体,识别出跟踪目标后,采用csr-dcf目标跟踪算法进行目标跟踪,跟踪模式下启动模糊pid控制算法控制云台跟随目标转动,锁定目标后由跟踪模式再度切换到目标识别模式,形成一个检测、识别、跟踪、控制的闭环。经过测试,该方法提高了侵入跟踪功能的鲁棒性,在侵入目标快速运动、存在遮挡、暂时消失的情况下均可长期跟踪。

基于上下位机结构的四球摩擦试验机测控系统的研究

四球摩擦试验机是国际上普遍使用的润滑剂模拟评定试验设备,本文通过分析国内外四球摩擦试验机测控技术特点与现状,提出了"基于上下位机结构的四球摩擦试验机测量控制系统"方案,并详细的阐述了上下位机测控系统的实现原理及过程,同时简述了利用该方案设计制造的MRS-10D微机控制四球摩擦试验机的结构特点及工作原理。

面向数控机床智能化的滚珠丝杠副研究进展

随着数控机床智能化的发展,滚珠丝杠副已是高性能数控机床不可或缺的功能部件。直线进给是数控机床最主要的进给形式之一,滚珠丝杠副作为普遍应用的直线进给机构,具有传动效率高、磨损小、寿命长及自锁特性等优点。文章围绕机床数控技术的发展阶段,分析了数控机床向智能化方向发展的现状,从滚珠丝杠副的典型失效形式及表现、多种失效检测方法、智能维护以及误差补偿等方面综述了滚珠丝杠副的研究进展,并展望滚珠丝杠副的多元化发展方向。

基于图像识别的大型平板滚球控制系统

本文搭建了一套大型滚球控制系统。系统利用两个舵机分别控制平板的两个自由度,使得滚球在平板上完成静止和指定运动。实验结果证明,滚球识别正确率高达99%,到达目标位置时的中心点坐标误差在±5 mm以内,满足在相对较低精度安装下的高精度控制,且系统整体的鲁棒性较强,为后续相关领域人员的研究提供了解决方案。

抽水蓄能机组巨型球阀加工中的质量控制

抽水蓄能机组具有调峰填谷、调频调相、紧急事故备用、运行灵活等功能,机组的结构非常复杂。响水涧球阀的加工和装配是机组生产制造的一个关键难点。介绍了巨型球阀加工中的质量控制。

曲面加工中行距对表面粗糙度影响的研究

采用平行铣削对曲面进行数控加工时,行距对工件的表面粗糙度有一定的影响。通过实验,分析了行距对工件表面粗糙度的影响规律,随着行距的减小,表面粗糙度值也随之减小,表面精度也越高,但行距减小到一定程度,表面粗糙度值将不再减小。

基于PLC的自动轴承加球机的应用研究

针对目前球轴承制造装配过程主要依赖人工加球,导致废品率高、加球准确度和精度不高、装配效率低等存在的问题,提出一种基于PLC的自动轴承加球机方案,并进行了结构和液压系统的研究和设计。该方案以液压为动力,以PLC为控制核心,结合多个传感器进行精准控制。研究结果表明,该方案提高了轴承的定位精度和加球的精准性,提升了加球效率和成品合格率。

自动插件机插件系统的设计与分析

自动插件机插件系统由研华工控机IPC-610L+固高GTN运动控制卡(4轴拓展模块)组成控制核心。该插件系统的设计通过Z轴滚珠丝杆花键副带动末端执行气缸直线、旋转运动,配合不同取料夹爪快速拾取电子元器件,完成PCB板料导电通孔的安插工作;通过在IEC 61131-3编程环境下完成相应的控制程序策略且加以分析,很好地实现了插件系统的取料、插件动作。