基于优化传递函数的机床微进给控制方法仿真

高强度运行环境下,数控机床往往要求较高的加工精度,为了提升机床微进给控制性能,提出一种基于优化传递函数的机床微进给控制方法。对机床微进给架构的驱动部分建模分析,获取驱动部分的传递函数与传动部分的传递函数,根据传递函数分析机床稳定性。将机床微进给全局滑模控制和内模控制有效结合,在高强度运行环境下建立一种全新的机床微进给控制器,通过新控制器实现高强度运行环境下机床微进给控制。仿真测试结果表明,所提方法可以有效降低机床运行能耗,提高工件加工效率,降低控制误差,说明上述方法可以取得预期控制效果。

夫妻单方转让名下股权效力的规范解释与完善路径——以结构功能主义视野

在结构功能主义的视野下,夫妻单方转让股权的行为具备商事外观法与家庭伦理法的双重价值构造,为实现二者在民法典体系中的融贯性,需要站在实用主义的角度之上,在依据商事外观法寻求交易信赖利益的同时,给予婚姻共同利益以同等尊重和保护。在进行股权转让效力的认定时,应以有效为原则,以无效为例外,具体判断标准是处分股权的行为是否用于夫妻日常生活,界定夫妻日常生活的标准可以辅助以股权转让的交易额度,同时在处分有效的前提下,给予非持股方利益以相应救济方案。由此,可以实现股权转让的交易财富在夫妻团体和社会之间形成“系统循环”,维系社会主义现代家庭的和谐、有序运转。

机床整机动刚度薄弱环节辨识与优化方法研究

提出一种机床整机动态分析指导薄弱部件改进的优化思路,即通过对机床整机的动刚度进行分析,辨识出不同激振频率下整机中的薄弱环节,明确优化目标,提高优化效率。利用ANSYS Workbench软件对一种卧式加工中心进行谐响应分析和模态分析,辨识出立柱是整机x向和z向动刚度的最薄弱环节。以立柱结构为优化对象,运用灵敏度分析法计算出立柱质量和固有频率对各个壁板的灵敏度。以立柱固有频率为优化目标,立柱质量为约束条件,建立优化方程。利用Matlab软件求解该方程,得到立柱的优化结果。通过谐响应分析得到优化后机床整机的动刚度,结果表明,优化后立柱在质量不增加的情况下,整机在x向和z向的最大共振峰值降低约6.5%,相应的共振频率提高约10%。

任意拓扑结构机床运动轴误差传递链建模方法

在对任意结构机床进行空间几何误差建模时,必须要获得该机床运动轴误差传递链,从而基于微分变换实现任意结构机床误差建模。通过运用多体系统理论,构建任意结构机床拓扑结构与低序体阵列,利用机床拓扑结构与低序体序列提出了机床运动轴连接支承件相对运动矩阵与机床支承件连接矩阵概念,建立了获取运动轴误差传递链的数学模型。该数学模型将描述机床拓扑结构的低序体序列与机床支承件相对运动关系结合起来,给出了获取任意机床运动轴误差传递链的建模方法。并且将利用此建模方法获得的运动轴误差传递链运用于基于微分变换的机床空间几何误差建模中,实现了对任意结构机床空间几何误差建模。最后以五轴立式加工中心为算例,验证了该运动轴误差传递链建模方法的有效性。

数控车床结构布局形态方案创成研究

研究了概念设计阶段机床结构布局形态方案的创成式设计方法。依据所建立的机床形状创成模型 ,通过解析方法创成出所有可能的机床运动功能方案 ,然后基于机床运动单元与结构单元之间的关系模型 ,由机床的运动功能方案创成出机床结构布局形态方案。通过数控车床结构布局形态方案创成 ,证明本创成式设计方法对概念设计阶段机床总体结构方案的创新性设计具有指导意义。

基于多域互用的数控机床模块化配置设计

为实现数控机床各级功能部件的选型优配设计,提出一种多域互用的数控机床模块化配置设计方法。通过机床功能部件的机电液属性池定义模块,根据模块的隶属与层次关系创建产品偏序模板。定义关键模块、相关模块、虚拟模块,以表征各模块的优先级与重要性。根据零部件选型与优配约束,确定模块的实例化规则。由可比属性间的模糊隶属度推算两模块相关性,通过Karhunen-Loeve变换遴选出关键模块,根据支持矢量机多分类实现产品树重构。由布局设计促进模块实例化,由结构变异实现难直接重用零件的互用,根据设计需求输出模块化物料清单与装配体,最终实现多域互用的模块化配置设计。开发了模块化配置设计原型系统,应用于HMS系列某卧式加工中心设计,结果表明,通过'属性—模块—模板'的层级映射将已有的数控机床设计拓展到'布局域—选配域—变异域'多域互用的模块化配置设计,扩大了零部件借用范围,降低了不同布局的产品族间的非标件比率,有利于提高数控机床的设计效率和质量。

基于参数化的机床产品快速变型设计

在产品的概念设计过程中,融入参数化技术,实现大规模定制化产品的快速设计。针对机床产品,以UG为软件平台,结合VC++和SQLServer数据库开发机床产品参数化变型系统,并讨论从功能需求到结构参数模型的映射过程、主要结构特征尺寸参数化等关键技术,通过参数化实现产品级的机床快速变型设计。

基于元动作单元的数控机床运动精度映射

为使数控机床精度设计有定量的理论数值供参考,从运动的角度出发,建立了基于元动作单元的数控机床运动精度映射模型.采用"功能(Function)-运动(Motion)-动作(Action), FMA"的结构化分解方法得到元动作单元,并结合多体系统理论对数控机床拓扑结构进行了描述;运用旋量理论对数控机床误差建模,建立数控机床空间运动误差模型,并用螺旋理论得到空间运动误差综合值;以制造成本、空间运动误差螺距及其大小为设计准则,构建了运动精度映射模型,并应用NSGA-Ⅱ遗传算法对数控机床运动精度进行映射.对某国产加工中心进行运动精度映射求解,说明了该模型的可行性和有效性.

基于小波能量传递函数谱的结构损伤识别

为排除小波识别结构频率时地震动频带的干扰,提出了小波能量传递函数谱方法.该方法首先将地震动输入和结构地震反应小波谱分别沿时间轴积分,得到结构输入和输出的小波能量谱;然后将结构反应小波能量谱除以地震动输入小波能量谱,并定义为结构小波能量传递函数谱,该谱的脊线即为结构的时变频率.分别采用小波变换直接识别法和小波能量传递函数谱方法对一幢6层砌体结构在汶川地震一系列余震中的频率变化进行识别.结果表明,结构频率在较大的余震中明显降低,说明结构损伤有进一步发展.该方法可有效排除结构地震反应小波谱中地震动频带的干扰,准确识别结构在地震作用过程中的时变频率.

机床结合部参数的有效识别方法

在机械阻抗综合法的基础上推导出一种直接利用结构实测频响函数识别结合部参数的方法，通过多频率点的最小二乘法消除噪声的影响，提出了当结合面响应不能直接测量时的处理办法．该方法原理清晰，不需预先建立结构的解析模型（如有限元模型），试验及测试计算都较为方便，尤其适用于大型复杂组合结构（如机床）结合部参数的识别．该方法在云南省科委八五攻关项目《Ｘ８１４０铣床动态设计》中用于对昆明铣床厂试制新产品×８１４０样机八个主要结合部参数的识别，得到了比较满意的结果．

结构损伤模式识别与试验分析

基于最小二乘支持向量机方法,提出了小波核函数最小二乘支持向量机结构损伤模式识别方法。该方法以结构固有频率变化率为特征向量,利用有限的荷载和动力响应数据,便能得到良好的结构损伤识别效果,弥补了传统方法对结构固有频率不敏感的缺陷,克服了其他动力参数数据采集误差大的问题。数值模拟计算表明该方法具有较高的识别精度。对一个12层的混凝土框架结构模型进行了振动台试验,研究分析结果表明,理论识别结果与实验现象基本吻合,说明该方法具有良好的识别效果和实际应用前景。

用于功能陶瓷材料超精密平面加工的固结磨具的研究进展

功能陶瓷是可实现某种功能的无机非金属材料。以平面为重要工作面的功能陶瓷零部件及产品因具有优良的综合性能而被广泛应用于医疗民生和国防军工等领域。为更好地满足产品的功能要求,平面的加工质量需达到形状精度亚微米级、表面粗糙度纳米级,甚至更高水平。因此,功能陶瓷平面迫切需要超精密加工。磨料加工是超精密加工的重要方式,包含固结磨料和游离磨料加工这两种互为补充的方式。固结磨料加工是否能够满足被加工工件的超精密要求,磨具至关重要。磨削时所采用的砂轮,固结磨料研磨、抛光时所采用的研磨垫和抛光垫,均为固结磨具。功能陶瓷具有稳定的物理化学综合特性,使得其被加工后可长期保持加工精度;同时,这也决定了功能陶瓷的加工有别于金属材料、有机材料以及工程陶瓷。用于功能陶瓷材料超精密平面加工的固结磨具有别于普通加工的固结磨具,亟需针对性的研究。决定固结磨具能否满足加工要求的因素主要包括:磨具制备时,作为固结磨具的主要原料、磨料和结合剂的合理选择或改性;磨具使用中,可能出现的磨料钝化以及磨具表面被磨屑堵塞的现象;磨具表面宏观形貌的优化与否。近年来,国内外研究人员从功能陶瓷材料的不同去除机理出发选择磨料,针对固结磨料超精密平面加工的不同方式选择或改性结合剂,通过在线修整、表面结构化的方法使磨具长时间保持高效高精度的加工性能。由此所制备或选用的磨具被成功应用于硅、锗、蓝宝石、碳化硅、微晶玻璃、三硼酸锂等功能陶瓷材料的平面加工,达到超精密加工水平,可以满足不同领域相关产品的功能要求。本文综述了功能陶瓷材料的固结磨料超精密平面加工用磨具的研究进展,分别从磨具原料的选择、磨具的应用、磨具的在线修整和表面的结构化进行介绍,分析了以上四方面研究所面临的问题并展望了发展前景,以期为业界和相关研究人员以固结磨具超精密加工功能陶瓷平面提供参考。

基于H_∞/LTR综合方法的永磁直线同步电机鲁棒控制

为了解决高精度数控机床永磁直线电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能产生影响的问题,将H∞鲁棒控制理论和回路传递函数恢复(LTR)技术相结合,提出了一种带有观测器的H∞/LTR综合控制方法.对系统进行目标回路设计,即在假设系统完全可测的前提下,设计一个鲁棒H∞控制律,以满足系统性能要求;对系统进行恢复过程设计,即通过设计观测器,使得系统在引入观测器后,目标回路传递函数得到恢复.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的性能,且对于模型不确定性、外部扰动等具有较强的抑制作用.

机床结构传递函数的辨识方法

从闭环切削系统的解耦阐明机床结构传递函数的辨识方法,对切削和非发削状态作了比较。实验表明两种状态下结构传递函数是有差别的,原因在于动载和静载条件不同,使得机床结构间的接触刚度和接触徂尼发生变化。还讨论了结构有效动柔度的计算方法,以左刃和右刃切削为例,分析了切削力方向变化对结构有效传递函数的影响。

基于开放式数控系统的零相差跟踪控制

在RTX660数控机床上实现了基于PA(power automation)开放式数控系统的零相差跟踪控制(ZPETC)。首先利用PA系统的二次开发功能,采用伪噪声序列和最小二乘法对进给系统模型进行了辨识,根据辨识的系统模型设计了零相差跟踪控制算法。将零相差跟踪控制算法嵌入开放式数控系统的插补器内,实时对插补数据进行计算和校正,改善机床进给系统的运动控制性能。实验证明,通过该方法能够有效改善机床进给系统的频域特性和单轴跟随精度,通过两轴联动加工实验验证,证明该方法能够显著提高数控机床的多轴联动加工精度。

加工大型零件的多功能机床设计

介绍了用于加工大型零件上孔、螺纹等要素所使用机床的设计、结构、传动计算、调整及机床的特点。

重型机床结构件的优化设计

本文采用简化的结构模型和数学迭代方法,为选用机床最佳动态特性的参数提供了一种优化设计方法。其包括三个阶段:简化、优化、实现。在优化设计中,结合标准的有限元法进行频率响应分析,机床结构被有效地最佳化了,使机床的动态特性得以改善。

机床结构传递函数在线识别的可辨识性

肯定了机床结构传递函数的在线识别应当采用闭环系统的辨识方法，讨论了机床切削闭环系统的可辨识性，给出了机床结构传递函数在线识别试验设计的原则。

通用型数控电镀机床的研制

研制出一款通用型数控电镀机床,可用于制备金属镀层、金属基复合镀层和金属微结构。其结构紧凑,由功能性模块和非功能性模块构成;功能多样,集成镀液过滤清洁、镀液循环更新、镀液复合搅拌和电镀过程参数在线监控调节等功能。试验表明,研制的通用型数控电镀机床结构功能较完善,应用效果较理想,能够制备较好形貌、较致密组织结构的金属镀层、金属基复合镀层和金属微结构。

双主轴义齿加工机床结构及空间误差模型构建

为了设计一台满足医学口腔修复领域专用的数控加工机床,运用功能分析方法对义齿加工技术的特点进行研究,明确了义齿加工机床所需具备的功能,构建了加工系统的机械结构并分析给出了一些关键部件的性能参数.基于多体系统基本理论,根据所讨论机床的实际情况推导出双主轴义齿加工机床的空间误差模型.结果证实机床的误差主要来源于各个组件单元间的3个线误差、3个角误差以及轴向间的垂直度误差,为采用适当的误差补偿策略,提高机床的加工精度,使其满足义齿加工的要求提供了理论依据.