数控凸轮轴磨床综合误差分析与建模

为提高某数控凸轮轴磨床的磨削精度,保证凸轮轴轮廓误差达到需求标准,针对磨床的运动误差和热误差进行分析和研究;分析了凸轮轴磨床主要运动部件相互之间运动关系,提出了利用耦合关系,耦合磨床运动误差与热误差方法,方法对磨床具有通用性,且可直接观察到误差项的来源,对误差补偿极为有效;首先,运用多体理论及坐标变化方法,将磨床抽象为多体系统;其次,将磨床磨削运动主要部件划分成两条运动链,即“工件-床身”链和“砂轮-床身”链;将运动链与磨削点组成一个闭环系统,此闭环系统即为简化的磨削运动过程;最后,建立各运动体坐标系,求出运动体变换矩阵,耦合热误差与几何误差,建立精密加工约束方程,推导凸轮轴磨床综合误差模型,为加工补偿提供理论基础。该方法已在实际生产中得到验证,结果表明：补偿后的磨床,磨削精度增加,实际凸轮轴轮廓经检测误差降低显著。     

稳健设计中的稳健可行性分析

针对稳健设计中的约束可行稳健性问题,提出了一种新的稳健优化设计方法。通过分析不确定因素对约束的影响,提出了利用最大波动分析计算在不确定性因素影响下约束的最大波动量,将该变化量作为惩罚项添加到原约束中,构造了两级优化数学模型。顶级优化是在原有常规优化的数学模型基础上添加了稳健可行性的判断指标,次级优化用来判断稳健性指标的值。与其他方法比较,该方法不需要知道不确定因素的概率分布和约束的梯度信息。实例结果证明该方法是可行的。     

单摆角五轴数控机床摆头几何误差测量与精度验证

摆角精度是影响五轴数控机床加工性能的关键因素,而对摆头各项几何误差进行准确测量是机床实际应用过程中的重要技术环节。该文以一台用于航空发动机机匣加工的单摆角五轴数控机床为研究对象,对其摆头几何误差进行了测量,并完成了精度验证。首先,介绍了摆头直驱五轴数控机床的整体结构,针对主轴端面至A轴回转中心距离偏差、摆头摆动扇面与YZ平面偏差和主轴轴线与A轴轴线高度差等摆头主要几何误差,提出了实用的测量方法,并开展了相应的测量实验;其次,对摆角定位精度进行了检测并分析了相应的位置偏差;最后,完成了机匣模拟试件切削。检测结果表明试件符合加工要求,充分证明了样机具有良好的摆角精度。该文所提出的误差测量方法为提升五轴数控机床的实际加工性能奠定了基础。     

多响应模型下异常观测的稳健设计

研究了多响应回归模型下含有异常观测值的试验设计问题,导出了衡量设计稳健性的准则．以中心组合设计为例,给出了角点和中心点次数不同时,使得稳健性准则达到最小的星点臂长,从而找到了相应的稳健设计．     

数控成形砂轮磨齿机床几何误差建模与补偿

文章以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析,利用齐次坐标变换建立了空间误差数学模型;针对几何误差模型提出了一种对机床误差进行预测以及实时误差补偿的方法,并用Renishaw激光干涉仪测量机床的x轴角度误差,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度和减少机床的几何误差提供了理论依据.     

汽车零部件(轴)的可靠性稳健优化设计

应用汽车零部件可靠性稳健优化设计的理论方法,对汽车典型轴系零部件,如半轴、前轴和后桥进行了可靠性稳健优化设计,给出了计算仿真分析结果,为工程实际的汽车零部件的可靠性稳健优化设计提供了理论依据。     

多响应近似线性回归模型的Minmax稳健设计

研究多响应变量近似线性回归模型的Minmax稳健设计问题．以响应变量均方误差阵的迹tr（MSEM）为准则,对回归方程系数采用广义最小二乘估计,进而利用最小二乘法得到最优逼近函数．从而将Huber（1975）的方法和Wiens（1990）的结果推广到多响应变量场合．最后考察了一个特例,即当回归变量问可能存在交互作用时的双响应二元曲面线性回归模型,得到了与Wiens（1990）较一致的结果．     

数控机床的误差模型

以多体系统基本理论为基础,根据数控机床实际情况,推导出数控机床几何误差模型,建立了适合于各类工程对象进行运动误差分析与研究的一般多体系统误差分析理论,在此基础上,可以推导出加入热误差和变形误差在内的数控机床误差模型。     

基于随机优化的工程稳健设计

根据影响产品质量的因素,讨论了质量设计的准则和设计解的稳健性,并利用随机建模原理提出一种工程稳健设计的新方法。该方法与一般稳健设计不同的是,通过同时调整设计参数与控制其容差来达到稳健设计的最优解。数值分析表明,该方法是十分有效的。     

协同设计的三维几何模型多粒度描述方法

为了保持协同设计中几何模型信息获取和信息传递的通畅,研究了三维几何模型不同粒度描述的组成部分,包括三维模型的几何知识,与制造工艺及产品生命周期相关的形状特征信息.由于粗粒度的描述方法过于注重信息描述的形式,细粒度的描述方法过于注重信息描述的内容,粗粒度和细粒度的描述方法均不能满足产品生命周期中的某些特定应用阶段的需求,所以提出了能克服粗粒度和细粒度描述方法固有弊端的多粒度描述方法,既能满足多方协同用户的需求,又能满足网络信息传输的需求.     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床设计及运动学仿真

在研究平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工原理的基础上,提出采用磨头部件内藏式和砂轮支撑座倾斜式的设计方式,将砂轮产形面与回转工作台中心轴的距离控制在300 mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。建立环面蜗杆加工原理的数学模型,推导出环面蜗杆齿面方程和砂轮产形面方程,并运用Matlab软件模拟仿真齿面方程和瞬时接触线方程,验证了新磨床结构的可行性。     

数控丝杠磨床设计

为了解决精密长滚珠丝杠和超长滚珠丝杠的磨削难题,分析了精密长滚珠丝杠制造中的问题,给出了滚珠丝杠数控磨床的总体设计方案,对设计方案进行了理论分析;开发了滚珠丝杠数控磨床的闭环控制系统,设计了滚珠丝杠数控磨床的砂轮架控制系统。经滚珠丝杠制造企业使用表明:其结构合理、功能完善,达到了预期的目的。     

平面磨床结构的动态优化设计

本文阐述了平面磨床结构的动态优化设计方法。结果表明,砂轮悬仲长度和主轴轴承间距对动柔度有相当大的影响;适当增大前者和减小后者,使两者之比有一最佳值时,可使动柔度大大减小。此外,调整某些模态的阻尼比,还可使动柔度进一步减小。     

数控车床的几何误差

本文给出了数控车床的几何误差模型和一台数控车床的实测数据。由于选择通过主轴旋转轴线的水平面作为测量平面,同时把激光测量元件安装在刀具的位置,从而使得测量工作和公式推导大为简化。实验数据表明,数控车床的几何误差值可以大大超过人们估计的值;非实时的补偿可以显著地减小数控车床的几何误差。     

An Universal Modeling Method for Enhancing the Volumetric Accuracy of CNC Machine Tools

Volumetric error modeling method is an important te ch nique for enhancement the accuracy of CNC machine tools by error compensation. I n the research field, the main question is how to find an universal kinematics m odeling method for different kinds of NC machine tools. Multi-body system theor y is always used to solve the dynamics problem of complex physical system. But t ill now, the error factors that always exist in practice system is still not con sidered. In this paper, the accuracy kinematics of MB...     

数控铣床几何误差测量与反向间隙补偿试验

 研究数控铣床几何误差检测及其补偿技术,对高速数控铣床工作空间中的平面误差场的检测、建模和补偿技术进行了比较系统和深入的探讨。对几何误差的基本特性,在单轴轴向运用高精度的HEIDENHAIN直线光栅进行了试验验证。结果表明,在满足基本测试条件下,误差的基本特性成立,这为提供新的误差测量方法打下了基础;针对数控铣床运动过程中的反向间隙,提出了插补运动综合几何误差的间隙补偿技术和算法,数据处理后的测量结果显示反向间隙可以很好地得到补偿。     

单臂式导轨磨床加工精度分析

本文采用坐标变换基本原理,以单臂式导轨磨为例,建立起机床几何精度与工件几何精度之间的数学模型。提出了在该机床上磨削导轨时,以保证加工精度的几点工艺措施,其中包括该导轨磨床的简易数控改造方案等内容。     

数控砂轮成型系统设计及应用

为了使M1350型磨床满足火车车轴加工工艺的要求,研制了一种普通外圆磨床数控砂轮成型系统,将其用于M1350型普通外圆磨床数控改造,改造后的M1350型磨床已成功的运用于车轴生产加工过程中,可以对RE2B型和RD2型车轴以及其它含圆弧与直线段相切和相割的各种车轴进行精磨.     

基于3次样条插值的数控机床几何与热复合定位误差建模

通过分析机床整个温升直到热平衡的误差数据,总结误差分布的数学规律,将热误差和几何误差分离,运用基于压紧样条条件下的3次样条插值算法,以线性拟合后的余差为建模数据,建立了数控机床几何与热复合定位误差数学模型.实验结果表明,该数学模型能很好地拟合数控机床定位误差曲线,补偿后数控机床定位精度提高了80%以上.该方法可运用于不同时刻或不同机床温度下的机床定位误差补偿,建模原理明了、过程快速,模型适用性好.