数控机床切削力负载模拟器的显式力控制算法设计

为了对数控机床进行可靠性试验,设计了一种基于3P-(4S)并联机构的负载模拟器。基于PI反馈控制的显式力控制算法,并引入了模糊控制器,提高系统对不同加载误差的适应性。在控制系统中引入了力前馈控制器,提高控制系统的动态性能,减少实际加载力的滞后。同时,由于加载目标即机床主轴的进给运动轨迹未知,因此引入了主轴位置预测前馈以进行运动补偿,减少主轴运动所带来的干扰。最后设计并实施了静态与动态负载模拟试验,验证了所提控制算法的有效性。     

基于支链受力分析的Stewart平台球铰间隙误差补偿方法

为减小球铰间隙误差对并联机构动平台运动精度的影响,以Stewart并联机构为例,借助静力学分析对球铰间隙误差进行了标定和补偿.首先,采用序列法对机床结构误差及球铰间隙误差进行了标定.其次,采用螺旋理论分析了该机构运动支链的受力状态,进而得到支链在分别受拉力和压力时球铰的作用状态,从而推导出了球铰间隙误差的补偿算法,并通过试验方法对该算法进行了验证.结果表明,基于静力学分析对球铰间隙误差进行相应补偿,可以明显提高并联机构动平台的运动精度.本文提出的针对球铰间隙误差的有效补偿算法为并联机构运动误差的实时补偿提供了参考.     

一种机床液压主轴油路检测系统的设计与研究

设计了一种机床液压主轴油路检测系统,以液体静压主轴试验台为基体,建立了基于传感器的油体温度、压力和流量检测装置,并利用数据采集卡对各状态参数进行了采集,编写了一个数据采集和处理软件。     

虚拟轴数控加工中心摆角精度的补偿

虚拟轴数控加工中心具有刚度高、惯量小、动态特性好的特点,可实现飞机大型铝结构件的超高速和高精度加工。由于并联机构运动学的非线性特性及各铰链间的藕合关系,使得并联三轴机床的摆角会产生误差。对ECOSPEED系列虚拟轴数控加工中心的sprint Z3型主轴头进行探索和研究,对其摆角精度进行补偿,达到了减少误差的目标。     

并联机床加工中心的研制与应用

并联机床是基于空间并联机构Stewart平台原理开发的,是空间机构学、机械制造技术、数控技术、计算机软硬件技术和CAD/CAM技术高度结合,研制而成的高科技产品,可以看作并联机器人在机械加工领域的一种应用.它克服了传统机床串联机构的固有缺陷(刀具只能沿固定导轨进给,刀具作业自由度偏低,设备加工灵活性和机动性不够等),可实现多坐标联动数控加工、装配和测量等多种功能,能满足复杂自由曲面零件(如叶片、叶轮、螺旋浆及复杂模具的型腔等)的加工要求,是近年来出现的一种新概念机床.     

并联机床

1　并联机床长期以来 ,机床的基本结构千篇一律 ,一直沿用传统的笛卡尔坐标。它们除了颜色不同之外 ,没有本质的差别。由于结构的相类似 ,致使各种机床加工任务单一 ,灵活性差 ,变通范围很小 ,已成为当今机床设备存在的重要缺陷 ,也是业内人士亟待解决的问题。并联机床实质上是机床与机器人结合的一种混合装备。并联机床与传统机床不论在形式上还是在本质上都完全不同。该机床由固定和活动两个平台以及连接两个平台的可变长度多支路构成 ,适用于磨、镗、铣和多项特加工。并联机床的原型是Ｓｔｃｗａｒｔ平台型并联机器人机构。该并联机器人 …     

6-PUS并联加载机构模糊PID力控制系统设计

为对数控机床主轴进行多维力加载试验,首先建立了6-PUS并联加载机构的静力学模型,得到机构力雅克比矩阵,通过力雅克比矩阵将对机构末端多维力的控制转化为对单支链力的控制;其次,设计了单支链力模糊PID控制器;最后,在机构静态下,分别以传统PID和模糊PID控制器对6-PUS并联加载机构进行了多维力加载试验,加载力为F=(200,200,200,10,10,10)T的阶跃信号,对比发现模糊PID响应的力超调量在X、Y、Z各向均明显小于传统PID引起的超调量.     

基于并联构型的飞机装配调姿定位机构精度研究

针对飞机装配中机身壁板等组件调姿定位问题,本文首先提出了一种基于3-UPS并联构型的飞机装配调姿定位机构,该机构可以实现飞机组件装配的6自由度调姿与定位.同时,为提高飞机组件装配精度,分析了各运动副铰链间的误差间隙对飞机装配调姿定位机构姿态的影响,并据此建立了3-UPS并联机构的有效杆长模型.进一步地,基于并联机构位置正解得到了飞机装配调姿定位机构的定位精度模型.最后,通过MATLAB仿真分析了间隙的存在对机构运动精度的影响,为基于3-UPS并联机构在调姿定位中的控制补偿提供了理论基础.     

椭圆振动切削加工的同步控制研究

利用椭圆振动切削加工的回转体表面微织构是在机床主轴旋转、平台进给和装置椭圆振动的联合运动下得到的,机床主轴转动与装置位移输出如果不能保持完全的实时同步,会造成微织构加工的偏差。为了解决这一问题,提出了一种新的基于转角的同步控制方法,该方法在主轴的对位基准处实现装置正弦信号的复位,以修正转速漂移造成的加工位置误差,并通过判断主轴角度信号实时输出对应幅值电压来实时同步信号输出和机床旋转运动。基于LabVIEW FPGA搭建同步控制模块,经试验验证,利用该方法加工的矩形阵列微织构轴向排列与中轴线平行,与周向排列的夹角和仿真结果的偏差不超过0.1°,织构深度随转角的不同发生预设的变化,因此,同步控制方法具有实时同步控制椭圆振动切削装置的能力。     

温度测点优化在机床主轴热误差建模中的应用

从理论上分析了机床主轴温度场与热变形的动态特性,证明了机床主轴上最佳温度测点的存在,并通过实验加以论证。采用黄金分割法对主轴最佳温度测点的位置进行优化,并采用最佳温度测点处的温度建立线性函数,精确预报主轴的热伸长量。