智能加工技术在切削颤振在线抑制中的应用

具有薄壁结构的关键航空零部件在切削过程中不可避免发生颤振现象。为提高工件表面质量,在加工过程中对颤振进行准确识别和有效控制已成为该领域的主要研究方向。而对于颤振在线辨识和抑制功能的实现,必须开发集成先进传感器和智能控制算法的智能数控系统,并保证系统中各功能模块线程协调运行。因此,在航空薄壁件的精密加工过程中,利用智能加工技术对切削颤振进行实时辨识和在线抑制将成为未来数控加工技术的发展趋势。     

基于PC的三维激光加工数控系统构架与关键问题研究

提出了以微步距硬件插补为核心的三维激光切割数控系统构架,分析了软件任务并构建了控制功能的实时调度模型,实现了Windows平台的实时性及多任务协调控制。开发了基于DDA精插补的微步距硬件插补模块,满足运动控制的速度与精度要求;构建了内核驱动模块实现中断响应与伺服控制;结合空间圆弧转接理论与前推–回溯算法开发了轨迹速度预测与平滑模块;提出了硬件分频调节法实现进给倍率的改变。该三维激光切割数控系统能够实现高速高精度运动控制,并且软硬件结合的开放式结构提高了系统的实时性以及功能的可扩展性。     

基于微服务架构的智能数控系统

提出了一种基于微服务架构的开放式智能数控系统体系结构,构建了基于微服务架构的数控系统设计技术框架。采用领域驱动设计思想,将数控系统拆分为一系列松散耦合、独立部署的微服务,从而提高可重构、可扩展性,将颤振抑制等智能功能封装在微服务中,实现热插拔式的集成,并进行叶轮切削试验。结果表明,微服务架构的智能数控系统具有良好的动态扩展和可重构性,并且加载颤振抑制微服务后可有效提高表面质量。     

PRS-XY混联加工平台开放式数控系统

描述了新型.PRS-XY混联机构的结构特点和运动特性,结合开放式数控系统的设计思想,采用"PC+TurboPMAC"开放式模式,设计串并混联结构加工平台的数控系统。利用TurboPMAC开放的运动学计算功能,将粗插补和运动学变换嵌入到TurboPMAC中,提高了控制的实时性。     

智能制造环境下的数控系统发展需求

"智能"是"中国制造2025"的核心要素,数控系统是制造装备实现智能化的关键要素。论文首先提出机床的信息互通和开放式标准数据接口是实现机床智能化的前提,举例说明了STEP-NC在通用数据接口方面的优越性,概述了适用于数控系统的通讯总线特征;在此基础上,介绍了工艺大数据对生产加工的重要性和其对新一代数控系统的要求,针对制造业数据平台的需求,对大数据信息挖掘技术做了相关介绍。依托于以上两点,总结了智能化数控系统可具备的功能,依托于工艺大数据平台,重点分析了智能工艺规划和加工参数自整定的实现方案,以及智能数控对高速高精加工所提供的便利。     

迈向智能数控系统的需求与展望

对数控系统的发展历史及现状进行了分析,重点从组成结构、驱动特点、工艺方法及功能等方面总结了不同发展阶段的体征。随着PC及开放体系结构的影响,数控系统呈现百花齐放的发展。数字化、网络化到智能化成为智能制造发展的共识,数控系统从诞生开始就走着数字化的道路,现场总线、实时以太网及工业互联网技术不仅使数控系统自身,而且与外界实现网络化互联。在分析数控机床智能化需求的基础上,对国内外智能化数控系统的技术路线和实现案例进行了剖析,指出了发展智能数控系统的关键技术。     

用于五坐标加工的样条插补控制器及其在开放式数控系统中的实现(英文)

为满足复杂形体件高速高精数控加工的需要,在自行研制的开放式数控系统中开发了具有曲线插补功能的五坐标机床控制器。介绍了该曲线插补功能的指令格式及数控文件的编制过程。在控制器内部生成的位置矢量插值曲线和方位矢量插值曲线二阶连续,且该两曲线中立于逆机床运动。通过配置相应的运动变换模块,该控制器可适应任意形式五坐标机床。位置样条曲线采用截断的泰勒级数展开式进行实时离散计算。通过建立位置样条曲线参数和方位样条曲线参数的对应关系,使得加工过程中平动轴和旋转轴协调运动。通过实际加工验证了该控制器的性能。     

基于PMAC的柔性导轨制孔设备控制系统研制

针对上海交通大学研制的应用于飞机机身、机翼蒙皮进行制孔的柔性导轨自动制孔设备,提出了一套以PMAC运动控制卡为核心的开放式数控系统的设计方法。根据飞机自动制孔的特点与要求,设计并分析了柔性导轨自动制孔设备的整体框架、硬件构成、软件模块、设备坐标系下加工代码生成方法。初步制孔试验表明,该系统实现了设备设计功能,能够实现群孔加工。     

技术市场

数控机床应用新技术———在加工中心和数控镗铣床上实现三坐标测量加工中心和数控镗铣床都是金属切削加工设备,如果这类设备的数控系统增加一个测量模块,再配备一支测头就可扩展成为一台具有三坐标测量功能的测量机,这种应用在国外发达国家已十分普遍。由于这种功能的...     

新一代网络化、开放式数控系统及应用

网络化、开放式数控系统是实现机床高水平装备的保证。新一代网络化、开放式数控系统具有独特的硬件平台和基于Linux操作系统的软件平台,“世纪星”系列数控系统是其典型应用     

基于UMAC的开放式超精密机床数控系统的开发设计

在介绍了基于UMAC搭建开放式数控系统的开发设计过程,阐述了数控系统具体的硬件和软件组成结构;系统采用PID+速度/加速度前馈的控制算法对X、Z轴直线电机伺服环进行了设置和调试,调试出了良好的动态性能。在大型非球面超精密车床的应用和实际加工试验表明:该数控系统功能完善,运行可靠,低速平稳性好,动态跟踪误差小,控制精度高,能够实现纳米级的系统分辨率和定位精度,满足设计要求。     

开放式数控系统中五轴样条插补功能的实现方法(英文)

针对现行复杂曲面加工常采用的五轴联动线性插补方法速度精度较低且数控文件大等缺点,利用非均匀有理 B 样条(NURBS)曲线在表示空间曲线时具有的优势,提出了一种适合于五轴联动实时插补运算的双 NURBS 曲线指令格式。同时介绍了这种格式数控代码的生成过程。给出了在自行研制的开放式数控系统中实现其插补功能的方法。通过实例表明所提出的方法完全可以克服五轴线性插补方法的不足之处,并且是切实可行的。     

开放式数控技术及其在我国的发展状况

开放式数控系统及开放式数控机床的研究是当前数控技术"带有变革性"的重大发展方向,因为开放计划的实施,把世界上所有的系统开发商都推到了同一起跑线。因此应该抓住机遇,坚持走数控系统开放化的技术路线,跟踪掌握数控技术的最新进展,解决其中的关键技术,为新一代国产开放式数控系统的研制打下坚实的基础。     

角速度可控的五坐标NURBS插补方法实现(英文)

在复杂形体零部件的高速高精数控加工方面,五坐标数控机床起着非常重要的作用。为了适应高速加工的需要,提出了一种用于机床五坐标加工的非均匀有理B样条(NURBS)插补指令。采用该插补指令进行数控加工时,为了获取实时加工过程中的刀位矢量,开放式控制器以相邻刀位矢量间的夹角为参数构造方位B样条曲线。构造映射插补过程中位置曲线弧长和方位矢量角度的多项式曲线,利用该曲线实现线性轴速度及旋转轴速度的同步控制。详细介绍了该插补指令的算法流程及其在开放式控制器中的实现过程。最后,通过加工实例验证了该插补指令的性能。     

CFRP切削过程中的监测控制研究进展

CFRP加工过程的实时监测和控制是提升零件最终加工质量的重要手段.本文从加工过程物理仿真、数学模型及智能模型三方面总结了 CFRP切削加工预测方法研究现状.同时,基于切削过程状态信息获取、特征信息提取以及监测模型构建等方面概述了刀具磨损和加工质量在线监测方法研究进展.在此基础上,探讨了关于在CFRP切削过程中切削力和振...     

复合材料自动铺放机主轴双驱同步控制研究

为了满足某改造项目的卧式铺放机大惯量主轴精密驱动、主轴与铺放各轴的精密联动插补需求,采用双驱结构来提高伺服系统的控制性能和跟踪精度.选用UMAC运动控制器连接西门子611U模块组成"IPC+运动控制器"的开放式数控系统.     

基于实时Linux的模块化EDM数控系统设计

介绍了RT-Linux的特点,采用模块化的方法研究基于RT-Linux的EDM数控系统,设计了基于RT-Linux的EDM数控系统总体结构,分别讨论了EDM数控系统的管理模块、核心模块和驱动模块的设计和实现方法.     

T-250转塔式加工中心数控系统的设计

简要论述了开放式数控系统的概念，并在华中Ⅰ型开放式数控系统的开放平台上，对T-250转塔式加工中心数控系统进行了设计。     

开放式体系结构在数控系统中的应用

介绍了开放式数控系统的设计方法，阐述了开放式体系结构在数控系统中的具体体现与现实意义。     

柔性制造系统开放式单元控制器的应用

分析了柔性制造系统开放式单元控制器的功能 ,提出了FMS的协同递阶控制结构。基于面向对象和功能组件 ,建立了开放式单元控制器的软件体系结构。叙述了FMS开放式单元控制器的关键技术———作业调度、实时在线监控和异构数控设备集成的实现。