椭圆零件精密加工中直线电机的控制与应用

介绍了利用直线电机作为砂轮进给驱动的磨削系统。研究了直线电机的伺服控制技术和防磁、散热等问题,应用PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)-PC控制直线电机实现了高速、高精度的往复进给运动,完成了对椭圆零件的高速精密加工。     

基于PMAC的直线电机进给控制系统研究

本文采用PMAC对高精度直线电机进行全闭环控制,调试出了良好的系统动态性能,使控制系统实现了50nm的微位移并在10μm/s的进给速度下的速度波动率仅为1%,验证了直线电机进给控制系统的高精度和良好的低速稳定性.光学元件的加工实验得到了Ra3.3nm的表面粗糙度,从而证明了该系统非常适合用于超精密机床的进给控制.     

简讯

日本FANUC公司最近研制成功了5轴控制超精密纳米机床(FANUCROBOnanoUi),该机床主要有以下特点:1.所有驱动部分采用静压空气轴承,真正实现了“无摩擦伺服系统”。机床不仅对于拖板导轨部分,而且还包括进给丝杠、螺母甚至电机内部轴承都采用了空气静压技术。轴承间隙一般都控制在5μm以内,从而保证了机床的总体刚度。同时从消除振源入手解决了机床的振动问题。2.控制温升:机床由于没有摩擦环节,所以各轴电机的功率总计只有5W,而且其中90%是电机编码器的前置放大器消耗的。同时采用空气冷却电机线圈和放大器线路板真正消除了热源。本机…     

微铣削系统中直线电机的应用研究

通过一台开放式数控系统的三轴数控铣床的集成,介绍了PMAC运动控制器及基于PMAC控制器的直线电机的伺服控制,验证了直线电机在PMAC控制下伺服性能优良,从而可以实现复杂曲面的微铣削加工。     

碳纤维复合材料柱型舱段窗口数控加工方法

使用碳纤维复合材料构件数控高速钻磨机床,对T300/AG80碳纤维复合材料柱型舱段构件方形窗口特征数控加工方法进行了研究.根据结构件材料特性和形状特点,得出了主轴转速6 000～18 000r/min、进给速率5～25 mm/min适用于柱型舱段方形窗口数控加工的优化参数和程序,实现了碳纤维复合材料柱型舱段窗口的数控加...     

板式五轴高速铣加工技术

HVP(High VeIocity Profiler)式机床--反传统的立式主轴布局,采用卧式主轴布局,工件垂直安装在平板式工作台上,采用工作台固定、立柱移动、滑枕式主轴箱进给方式和"箱中箱"结构.HVP机床采用高性能电主轴,功率80～100kw,最高转速40000r/min.生产效率比传统龙门铣提高4～11倍.     

智能装备专家

20年,专心致力于机床数控系统产业发展的研究与实践,广州数控携领先产品再次出击CIMT2013. 988T车床数控系统——精准控制高效与稳定的完美结合 GSK988T是针对斜床身数控车床和车削中心而开发的CNC新产品,具有竖式和横式2种结构.采用400MHz高性能微处理器,可控制5个进给轴(含Cs轴)、2个模拟主轴,通过GSKLink串行总线与伺服单元实时通信,配套的伺服电机采用高分辨率绝对式编码器,实现0.1 μm级位置精度,可满足高精度车铣复合加工的要求.GSK988T具备网络接口,支持远程监视和文件传输,可满足网络化教学和车间管理的需要.GSK988T是斜床身数控车床和车削中心的最佳选择.     

提高铣床灵活性及特性的升降台

英国DeckelMaho公司通过对老式升降台进行更新推出了DMU80铣床，该铣床结合了工具车间的灵活性和制造厂房的动态特性．由大间距的Z轴导极支持的置于一副大块铸件之上的工作台线性轴与X轴轴向的托架构成十字形状．该工作台与X轴上运行的轴鞍连接，导板间距宽大．这种超刚性装置将主权负载集中于升降台旁，大大地削减了因工作台运动所产生的升降台弯矩，对整个加工外壳的精度及阻尼振动起正效应．球形螺钉工艺充分地利用了电压为14．5kw．转数为6300的r/min的ISO40主轴及可选用24000r／min的高速主轴，使各轴的移动速度达15m／min，最高…     

直线电机在高档数控机床上的应用现状

高档数控机床一般是指具有高速、高精度和多轴加工能力的机床.这就要求高档数控机床的进给驱动系统必须具备很高的加速度,来实现高的进给效率.但传统数控机床的驱动系统大都采用旋转电机通过中间转换装置(例如链条、钢丝绳、传动带、齿条或丝杆等机构)转换为直线运动的.由于这些装置或系统有中间转化传动机构,所以整机存在体积大、效率低、精度低等问题.而直线电机进给系统采用零传动方式,彻底改变了传统的滚珠丝杠传动方式存在先天性缺点,并具有速度高、加速度大、定位精度高、行程长度不受限制等优点,令其在数控机床高速进给系统领域逐渐发展为主导方向,成为现代制造业设备中的理想驱动部件,使机床的传动结构出现了重大变化,并使机床性能有了新的飞跃.     

镁基碳纤维增强复合材料超声辅助切削试验研究

为研究镁基碳纤维增强复合材料(C_f/Mg)的切削力与已加工表面质量,开展了硬质合金铣刀与硬质合金钻头超声辅助切削试验研究。通过正交试验得到,超声辅助铣削C_f/Mg复合材料时铣削力随每齿进给量及铣削深度的增加而明显增大,随主轴转速的增加而减小;试验中,在超声辅助铣削时每齿进给量0.025mm、铣削深度0.2mm、转速6000r/min加工参数下铣削力最小,每齿进给量0.025mm、铣削深度0.2mm、转速4000r/min加工参数下表面质量较好;采用硬质合金钻头进行单因素钻削试验时,轴向钻削力随主轴转速的升高而减小;与传统钻削相比,超声辅助钻削能减小轴向钻削力,在机床转速6000r/min、机床进给速度100mm/min加工参数下超声辅助钻削相比传统钻削可减小约36%的轴向钻削力;超声辅助钻削相比传统钻削能改善钻孔出口的毛刺、分层等缺陷。     

激光辅助车削工艺参数对单晶硅表面质量的影响

为了提高单晶硅激光辅助车削加工表面质量,通过开展激光辅助和常规车削加工试验,结合表面粗糙度、表面形貌及拉曼光谱检测,研究激光辅助车削技术对加工质量的影响。基于正交试验方法,研究单晶硅激光辅助车削工艺参数对表面粗糙度的影响;通过方差分析和极差分析评估各因素对表面粗糙度的影响。研究结果表明：与常规车削相比,激光辅助车削可有效提高加工表面质量,降低材料表面的残余应力。主轴转速、进给速度、切削深度和脉冲占空比对表面粗糙度的贡献率分别为17.51%、44.48%、6.69%和14.70%。确定最佳加工参数组合如下：主轴速度为4 000 r/min,进给速度为2 mm/min,切削深度为5μm,脉冲占空比为30%,最终获得表面粗糙度Rq为2.4 nm的高质量表面。     

基于UMAC的直线电机精密伺服控制性能研究

介绍了UMAC控制器及直线电机原理,建立了基于UMAC的直线电机PID的控制算法和参数调节.通过气浮导轨平台进行运动性能的实验,结果表明直线电机控制系统具有快速响应性和良好的低速稳定性,非常适用于超精密机床的进给控制.     

LK-300型高精密电火花成型机床投产

由中国航空工业总公司第三０四研究所开发中心组织开发的高精密电火花成型机床日前投产。该中心领导全面地重新审视现有的国内外部分电火花成型机的优缺点，组织开发出适合我国国情的具有进口机床的性能，国内同类产品的低价格，同时具有扩展功能余地的高精密电火花成型机床。本机床在技术上大量地应用计量测试技术方面的最新成果，在电极损耗、加工粗糙度、加工速度等技术指标上都达到或优于同类产品。它配有50A脉冲电源，具有独立电路设计，全部进口电子元件组装而成。机械上具有高刚性主机结构布局，主轴为进口直流伺服电．机拖动，伺服…     

基于遗传算法的新型四轴混联机床优化设计

基于模块化设计技术,提出了一种完全由直线电机驱动的新型四轴混联数控机床,并介绍了其基本结构型式。以该机床并联主轴模块为研究对象,建立了主轴机构运动学方程,并给出了机构的雅克比矩阵。同时,基于遗传算法,以机构的灵巧度为目标对机床主轴进行了优化。经仿真验证表明:机床并联主轴在整个工作空间内操作性能得到了较优的改善。     

航空结构件制造高端装备——中航工业北京航空制造工程研究所CIMT 2013展品预览

五坐标数控龙门强力铣床G5 2560 ABM 工作台有效尺寸:6000mm×2500mm:X/Y/Z/A/B坐标工作行程:6000mm/3000mm/500mm/±30°/±30°;主轴功率/扭矩/转速:30kW/1910N·m/10～6000r/min;X/Y/Z坐标工作进给速度:0～6000mm/min;A/B坐标工作摆动速度:0～300./min;精度检验标准:VDI/DGQ3441;五轴五联动;数控系统:SINUMERIK 840D. 展品特点:高刚性、高精度、高可靠性,适合钛合金、高强度钢等难加工材料复杂结构件加工;龙门移动式结构;龙门双边同步驱动;全闭环位置反馈;高精密大扭矩双摆角铣头;高刚性大扭矩机械主轴;主轴箱精密齿轮传动,多级机械变速.     

高效深切磨削和超硬磨料磨削机床

实现高效深切磨削加工的关键在于两方面 :提高砂轮的线速度 ,要达到 10 0～ 2 0 0m/s或更高 ;砂轮的走刀量要达到 10m/min的量级 ,并同时伴有深切削。2 0世纪 80年代末 90年代初 ,随着机床的高刚性、高抗振性、大功率、高速主轴等相关技术的成熟 ,将砂轮的线速度提高到 10 0～ 2 0 0m/s或更高已成为现实。如 ,机床床身及立柱由人造花岗岩制成 ,其显著的高刚性、高抗振性能有效地吸收机床由于大功率加工所带来的高频率的振动。又如 ,使用陶瓷轴承及分点润滑在结构上保证了主轴的高转速运行 ;对于普通砂轮 ,当其线速度超过 5 0m/s时 ,由于离心…     

机器人自动制孔系统钻削工艺参数优化

以铝铝、钛钛和钛铝3种典型叠层构件为研究对象,利用专用试切台和钻孔质量检测仪,研究了机器人自动制孔系统钻削工艺参数。研究表明,铝铝和钛钛叠层构件机器人自动制孔系统可采用一次连续制孔方式实现高精度钻孔,对于铝铝叠层制孔系统采用主轴转速为4000r/min和进给速度为1200mm/min的参数较为合适。钛钛叠层制孔系统采用主轴转速为800r/min和进给速度30mm/min的参数较为合适。钛铝叠层构件自动钻孔时,当叠层厚度大于10mm时,制孔系统采用多次变主轴转速方式钻孔较好,且跟据各层材料选用工艺参数;当厚度小于10mm时,制孔系统采用一次连续方式钻孔,且以钛合金工艺参数进行钻孔。     

单晶硅超精密切削工艺参数优化与实验研究

为提高单点金刚石车削单晶硅的表面质量,以表面粗糙度为优化目标,设计正交切削实验,过方差分析、响应曲面分析和极差分析研究主轴转速、进给速度和切削深度对表面粗糙度的影响。结果表明：主轴转速对表面粗糙度影响显著,其贡献率最大,主轴转速越大,表面粗糙度值越小;建立表面粗糙度回归模型,主轴转速和进给速度的交互作用对表面粗糙度的影响最大;获得最优切削参数组合,即主轴转速3 300 r/min,进给速度2 mm/min,切削深度5 µm。在此切削条件下,获得了表面粗糙度Ra 2.7 nm的高质量单晶硅元件,在扫描电镜下观察其表面相对光滑,切屑呈带状,材料在延性域内去除。     

航空发动机叶片矩形阵列磨削加工技术

航空发动机高压压气机叶片弯扭严重、进排气边小、材料加工难度大、精度要求高,采用常规锻造、辊轧、铣削、电解加工方法极难在高效率、低成本的前提下保证其几何精度和表面质量。而常规多轴联动磨削效率过低,且面临复杂的加工残余应力变形问题。因此,利用反向分段残余应力加工控制方法与研制的矩形阵列磨削机床相结合成功实现了多个型号叶片的多主轴同步磨削加工。其中,利用分段方法实现了工件的局部刚性化,等效减小了本段材料的加工变形,利用反向加工顺序消除了本段微小残余应力变形对其他各段的位置移动和误差放大,解决了柔性体局部材料加工过程定位基准的变位问题,使加工残余应力变形的影响减少至接近于零。所加工出的叶片线轮廓度和面轮廓度分别达到30μm和40μm以内,采用4主轴机床后磨削效率较此前单主轴机床的提高近4倍,该方法可以大幅度降低叶片加工成本,并为采用更多主轴机床矩形阵列加工奠定了基础。     

TB2钛合金电化学机械抛光试验研究

航天器用星箭连接带的材料为TB2钛合金,对表面质量要求严格。提出电化学–电化学机械组合抛光TB2钛合金的方法,通过机械作用控制表面TiCl4黏性层厚度,设计了固结磨料工具阴极,搭建了电化学机械抛光试验系统。开展了不同组合形式的电化学–电化学机械组合抛光优选试验,研究了电压、工具转速、进给速度等工艺参数对组合抛光后表面质量的影响,最后,在电压25 V、工具阴极转速100 r/min、工具阴极进给速度30 mm/min,电化学抛光1次+电化学机械抛光1次组合形式交替加工15次的条件下,获得了表面粗糙度Ra0.031μm、Sa0.082μm的表面。实现了TB2钛合金薄板零件的连续抛光。