机床的数字控制(上)

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一。数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合(CPS)技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平。现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点。

机床的数字控制(下)

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一。数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合(CPS)技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平。现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点。

冗余轴解决五轴加工奇异问题的研究

为解决五轴加工在奇异点附近加工误差较大且易对工件和机床造成冲击的问题,对带有冗余ABC三转轴机床解决CA双摆头型五轴奇异问题进行了研究。建立了机床模型,依此得出了此冗余轴机床的运动关系,并根据加工刀位点特点对刀路进行初步研究。仿真结果表明,与其他解决奇异问题方法相比,该冗余轴机床可以有效克服五轴机床奇异问题,基本消除奇异区域的较大加工误差,并且各轴旋转角度得到了优化,从而使加工效率大大提高。

基于仿真的数字化车间天车系统设计与验证

天车是生产车间物料运输的重要设备,目前在生产系统设计的时候,往往忽略了天车调度方案对生产线运行的影响。针对天车调度问题,介绍了一种利用仿真模型对生产系统中天车调度方案设计的方法。论文分析了天车调度的几种典型方案,构建了包括天车模型的数字化车间生产系统模型,利用Plant Simulation软件对整个生产系统的运行过程进行仿真,分析不同天车调度控制方案下生产系统的运行指标,从而得到优化的结果。论文把天车系统和生产系统结合起来进行优化仿真,为生产系统的设计优化提供了一种新的方法。

增减材复合数控机床

传统数控机床和3D打印的结合,可以解决3D打印和传统切削加工存在的如增材工艺表面粗糙、切削加工速度慢、复杂构件加工难等等问题,文中主要就增减材复合数控机床进行介绍,以期可以为未来高档数控机床的发展提供借鉴。

面向智能机床及服务的CPS参考模型

随着机床的的快速发展,智能机床已经成为了未来机床发展的必然趋势。在文中介绍了CPS系统,并就面向智能机床以及服务的CPS参考模型进行了论述,以期可以为智能机床的发展提供借鉴。

五相感应电机的直接转矩控制技术研究

文章提出一种新颖的五相感应电机直接转矩控制方案,其特点是使定子磁链及电磁转矩具有低波纹的快转矩响应的特性。与三相感应电机的直接转矩控制相比,五相感应电机有32个空间电压矢量,在选择逆变器开关状态时具有更好的灵活性,从而更精确的控制定子磁通转矩、可以得到一个更好的动态或稳态性能。这表明,在电机驱动领域,将直接转矩控制技术与多相感应电机相结合有着很好的前景。

基于EtherCAT总线的功能按键操作设备设计

本文根据工业控制现场的功能按键应用需求,设计了一种基于EtherCAT总线的功能按键设备。该设备以FPGA为核心控制芯片,集成商业总线IP核,并且将按键与led驱动接口电路用硬件逻辑实现,减少了设备的硬件复杂度,提高了设备的可靠性和性能。

“互联网+”背景下数控系统发展的新趋势

数控系统的智能化趋势越来越明显,在"互联网+"以及新兴商业模式的推动下,传统的数控系统已经无法满足市场和应用的需求,平台开放的数控系统优势逐渐明显。随着网络技术的普及,互联网技术在工业领域的不断应用,越来越多的计算能力被互联网云端平台所替代,数控系统在追求精度、效率的同时逐步也成为一个产生大数据的智能终端。随着数据的积累和对大数据的不断分析和利用,必然会引起数控系统的一场新的变革。

五轴微段平滑插补算法

在五轴加工编程中,计算机辅助制造系统对曲面加工通常采用以折代曲,采用大量的微小G01直线段来加工曲面,在曲率半径较大的工件表面会出现明显折痕,严重影响工件表面的加工质量。为提高五轴数控加工工件的表面质量,提出一种五轴微段平滑插补算法。该算法考虑五轴加工中刀位数据的量纲差异,根据相邻数据点间的线性轴长度、线性轴的夹角和旋转轴角度变化量识别五轴数控加工程序中非连续微段和连续微段加工区域。对非连续微段加工区域按照原始直线段和旋转轴直接插补,从而保证加工精度。对连续微段加工区域,先通过五维变量获取节点参数,采用最小二乘法对指令点在允许的精度范围内进行修正;对修正后的指令点采用4点构造法计算二阶切矢,根据连续微段的指令点修正值,节点参数值和对应的二阶切矢值获取二阶连续的三次样条曲线;在二阶连续平滑的曲线上进行实时插补计算,控制机床进行五轴加工。试验结果表明:通过提出的五轴微段平滑压缩算法拟合后的路径要更加接近原始的曲面模型,平滑处理过的实际工件加工表面也要优于未进行处理的工件加工表面,提高了五轴自由曲面的表面质量。

基于双样条拟合的五轴插补算法

五轴加工在精加工中应用越来越广泛,在某些加工应用中如果直接采用单样条曲线拟合,会在插补时出现加工速度及加速度难以调控的情况。而采用双样条拟合可以实现刀位文件里刀轴矢量与刀尖点坐标的分开计算,使得在不损失拟合精度的同时,还能有效改善加工时刀具的运动学表现。通过采用双样条拟合方法对S样件的加工进行仿真研究,采用B样条最小二乘法曲线拟合及S型曲线速度规划,并与常见的五轴样条插补方法进行了综合比较,从而证明双样条插补的可行性和实用性。

基于球杆仪的主轴热误差检测及识别方法

提出一种基于球杆仪的机床主轴热误差检测和识别方法,将球杆仪运动轨迹设计为X、Y轴联动构成的圆锥体,建立杆长变化值与主轴热变形量之间的空间矢量几何关系。通过求解主轴端小球的位置变化量,快速、简单地辨识分离出精度较高的主轴五项热误差元素,并在数控机床上验证了该方法的有效性。

基于i5OS系统的主轴切削负载在线自适应优化应用程序

在数控加工中,由于刀具轨迹和材料均匀程度存在差异,切削负载通常会上下波动。在切削量较小的位置,如果采用较大的进给倍率,那么可以在保证加工质量的前提下提高加工效率。在此原理基础上,开发了一种基于i5OS系统的主轴切削负载在线自适应优化应用程序。介绍了这一应用程序的框架,对目标负载进行了计算,并建立了实时倍率调整模型。应用这一应用程序进行加工试验,确认可以有效提高加工效率。

数控系统的智能化——面向智能制造的数控系统

自19世纪50年代第一台数控系统诞生，到发展为现代的开放式数控系统，期间经历了多次重大变化，但是这些变化都局限在单机的功能和单元技术的革新和升级，在智能制造和“互联网＋”这一背景之下，数控系统的联网相关技术更需加速发展。

一种关节机器人工作空间的时间最优轨迹生成方法

本文给出了一种基于关节机器人工作空间运动的时间最优轨迹生成算法,该算法可以同时满足关节机器人工作空间的速度、加速度约束和关节空间的速度、加速度、力矩约束。本文给出了该算法的详细流程和算法,并且在六关节机器人进行了实验验证,并给出实验结果。

一种工件材料去除仿真的方法

机床加工中,工件材料去除仿真有着广泛的应用,它对于检测G代码的正确性,减少工件试切带来的成本,提高加工的性能,降低能耗以及保护环境都有十分重要的意义。本文以三轴铣床加工为列,介绍了本人在工作中,使用的一种工件去除的仿真方法。

i5OS系统上搭建工业互联网的应用

本文研究了在工业操作系统i5OS中部署软硬件模块,接入iSESOL工业互联网平台,并开发相应APP,最终促进设备间、企业间的制造协同,形成切实可行的业务协同优化工业互联网平台标准化解决方案。

基于2D视觉的复合AGV机器人上下料的定位方法

针对复合式AGV定位精度在厘米级别、很难满足如机床上下料、柔性装配等高精度定位需求应用场景的问题,提出了一种基于2D视觉补偿方法。首先完成高精度的手眼标定完成相机工具标定;然后通过对参考特征进行标定,再通过参考特征在AGV移动前后的图像信息计算AGV移动前后的机器人基坐标系的位置及角度偏移;最后对上下料点位姿补偿进行补偿。实验结果表明,复合式AGV机器人最终的上下料精度控制在±1.5 mm内,符合大部分高精度上下料应用场景需求。

数控系统智能化探究

计算机技术的发展给传统制造加工业带来了根本性改革,从而进入了现代制造技术时代。当前,数控技术成为制造加工业的关键技术,世界上许多国家投入巨资对现代制造加工技术进行研发,以改革传统的制造加工模式。现代制造系统采用了高精度、高效率、高响应、高智能、高自动化等特征的数控技术。数控技术集成微电子、计算机、信息网络化、自动加工检测、自动控制等高新技术,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。

寿命预测与预防性维护研究综述

寿命预测和预防性维护是设备全生命周期管理中的重要内容。本文主要研究了寿命预测中的基于物理模型的预测方法和数据驱动的预测方法，以及预防性维护中的基于时间的维护和基于状态的维护。随着现代企业对于设备的运维要求越来越高，寿命预测和预防性维护将能够极大地帮助企业降低运维成本。