基于虚拟环境下数控机床的设计方法

分析了数控机床发展趋势，在虚拟环境下建立机床的三维实体模型，并在ADAMS环境下进行动力学仿真，该系统为机床的快速优化设计提供科学的依据；同时对机床的五大件进行有限元分析；最后对机床的伺服控制系统进行仿真。     

钻孔组合机床液压系统可靠性分析

为了能够有效地分析钻孔组合机床液压系统的可靠性,深入地分析了其液压系统的可靠性.首先,分析了钻孔组合机床液压系统的工作原理;接着,对钻井组合机床不同操作进行了可靠度的计算,并且进行了平均无故障工作时间的计算;最后,利用MATLAB软件对钻孔组合机床液压系统的可靠性进行了仿真,获得了钻孔组合机床液压系统在不同工作时间下可靠性的动态变化规律.     

机床仿真系统的多环境混合编程的实现

通过对机床仿真系统的模块化分析,提出一种充分利用现有软件资源的快速开发模式,用以在通用环境下快速地开发出高效可用的机床加工仿真系统。对不同语言环境下开发模块的整合和数据交换、共享作了分析。针对机床仿真加工的模块特征,对模块的实现环境及外部接口均作了描述说明。最后,以5轴联动数控螺旋锥齿轮加工机床仿真系统的实现为例,支持了本文对机床仿真系统在多环境下通过混合编程实现的开发模式。     

基于OpenGL的并联机床建模与运动仿真技术

介绍了基于OpenGL的并联机床实体建模和运动仿真技术。对一种新型五自由度并联机床的机构特点进行了简单描述,并建立了机床运动的数学模型。利用OpenGL的图形库和矩阵堆栈建立了该机床整体结构的实体模型,利用坐标变换对机床进行了运动仿真,对机床进行了干涉检验,分析了运动仿真的实时性策略,并开发了并联机床的仿真系统。对于同一轨迹运动分别进行轨迹绘制,仿真系统用时12秒,机床样机用时10·8秒,二者结果基本一致。     

机床主轴系统热变形分析与实验研究

对机床主轴系统的发热与变形情况进行理论与实验研究。对主轴系统进行受力分析,建立三维模型。运用传热原理对机床主轴系统的温度场进行有限元热特性分析,得出机床主轴高速运转下的热变形的仿真结果,机床主轴系统最右端轴向伸长3μm,上翘9.1μm。在此基础上开展实验,借助红外温度传感器与位移传感器测得机床主轴系统的热变形,验证了有限元分析得合理性,为下一步的机床热误差补偿提供必备的条件。该机床主轴系统的热变形在径向和轴向的差别较大,后续热误差补偿应主要考虑径向变形。     

大型工件超长平面铣钻专用机床的仿真分析与研究

综合利用CAD／CAE／MSS技术,对铣钻专用机床进行仿真分析和研究。通过Pro／E建立机床的实体模型,将模型输入到ADAMS中,对机床进行动力学仿真。为提高系统仿真的精度,将铣钻专用机床床身大梁柔性化,研究不同工况下,床身大梁与拖板之间的动态特性。同时,为求解床身大梁载荷提供了新的方法。     

基于MATLAB的数控钻尖磨床仿真

提出了对数控钻尖磨床建模的方法,通过对机床位置环、速度环、机械环节的分析,在MATLAB/SIMULINK环境下建立了整个机床的模型;并且对加工过程进行了仿真;分析了机床性能和加工误差产生的原因.为进一步提高机床精度提供了基础.     

机床导轨爬行问题的双质体模型的仿真分析

爬行是机床中一种常见的不利于机床工作的现象,会直接影响机床的加工精度与品质,为了解决机床导轨的爬行问题,以提高机床的加工精度与品质,对影响机床导轨爬行问题的各类因素进行了研究。首先,在单质体爬行模型的基础上,选用了双质体传输带系统模型;然后,通过ADAMS对其进行了建模仿真;最后,对该仿真结果进行了数据处理,遵循控制变量的原则,通过逐一改变参数,得到了不同条件下物体的速度时间曲线;选择速度波动量、最大速度误差、纹波率作为爬行的评价指标,绘制了速度误差随时间的变化曲线;并计算了纹波率,进而对物体的爬行程度进行了比较分析。研究结果表明：为了有效抑制机床的爬行,可以采取减小系统质量、增加阻尼、选择最佳刚度值、增加驱动速度、减小动摩擦因数与静摩擦因数之差等方法。     

立式加工中心热态有限元分析与实验研究

通过分析主轴运转条件下的发热和散热条件,在考虑结合面热阻的情况下,建立了机床热态有限元分析模型;并利用该模型对机床的发热及其导致的变形进行了仿真分析,设计相关实验验证对该模型进行了验证.实验结果表明该仿真模型可靠性较高,可为机床热态性能优化提供了参考.     

基于ABAQUS的机床主轴箱冲击运动分析

以BVG系列高速立式加工中心主轴运动系统为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS对其在高加速度启动条件下的运动进行仿真分析,研究其振动及定位精度问题,将分析结果反馈给机床设计及数控系统,为保证机床加工精度提供理论依据。     

切削温度场的仿真分析

介绍了建立车削温度场的仿真系统,实现对机床温度分布的预测,通过由此系统得到的温度仿真图形进行分析,为机床的更新设计提供了理论依据。     

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器（DOB）的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。     

基于VERICUT的车铣复合加工技术高效应用研究

车铣复合加工中心结构复杂,运动形式多样,在进行数控加工时,NC程序编写和检测难度较大.为确保使用中机床的安全及高效,需构建其虚拟仿真加工系统,对加工过程进行仿真加工.利用VERICUT先进的仿真加工功能,以WFL M65为对象,构建虚拟仿真平台;针对机床建模中的关键点提出相应的解决方案,实现零件的仿真加工;借助优化模块对NC程序进行优化,有效地缩短了加工时间.结果表明,该虚拟仿真加工系统能可靠验证NC程序正确性,保证机床的使用安全,提高加工效率,为复杂机床高效应用提供参考.     

双主轴车削加工中心高效应用及研究

双主轴车削加工中心结构复杂、运动形式多样,能够一次装夹下完成零件的所有加工工序,但由于机床结构较复杂,在试件加工时往往会发生碰撞、干涉等危险情况,给机床使用带来风险,同时影响机床的高效应用。基于虚拟仿真技术,以EMCO maxxturn65双主轴车削中心为研究对象,在VERICUT中构建机床虚拟仿真加工系统,并进行仿真加工。通过仿真加工,检验NC程序的正确性,检测加工中可能出现的干涉、碰撞等情况,预知加工结果;根据仿真加工,对错误的NC进行纠正,保证机床使用中的安全性,进而提高该类机床的应用效率。     

模糊自整定PID的液压马达驱动机床主轴速度控制研究

液压马达驱动机床主轴系统具有参数时变和高度非线性,传统PID控制器控制精度不高。针对液压马达驱动机床主轴系统速度控制问题,采用模糊自整定PID控制器实现液压马达驱动机床主轴系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造了液压马达驱动机床主轴系统模型简图,建立了液压马达驱动机床主轴系统数学模型。对传统PID控制器参数,用模糊控制器进行实时整定,开发了模糊自整定PID控制器。最后,采用MATLAB对液压马达驱动机床主轴系统进行仿真。同时,与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。仿真结果显示：采用模糊自整定PID控制器的液压马达驱动机床主轴转速超调量小,具有更快的响应时间,跟踪精度高,同时系统能耗减少20%左右;即使受到较大随机干扰,模糊自整定PID控制器也能快速消除干扰,使机床主轴转速处于受控状态。采用模糊自整定PID控制器可以有效提高液压马达驱动机床主轴系统的动态稳定性以及抗干扰能力。     

高速机床进给系统的性能研究

高速切削不仅要求机床具有高的主轴转速,而且还要其进给系统有高的进给速度和加速度。进给系统的加减速特性是影响数控机床性能的重要因素。文中介绍了高速机床进给驱动系统的类型和特点,并以CHH6125卧式车削中心为研究对象,讨论了影响机床进给加减速特性的主要因素以及如何更好地提高机床进给加速度;建立了机床进给系统的多刚体动力学模型进行模拟仿真;最后进行机床试验并对试验结果进行了分析。     

机床刚度非线性特征与刚度链薄弱环节识别方法研究

文中主要研究机床刚度在复杂工况下的线性变化情况,利用机床实体测量刚度,结合有限元对机床整机模型进行刚度仿真理论计算,绘制刚度特性变化曲线。建立机床串联刚度场模型,找出薄弱环节,即滚动轴承刚度表现出的剧烈的时变特性和非线性特性,是引起系统刚度变化的主因,分析轴承对机床刚度的影响并加以改善。     

高速龙门加工中心直线进给系统的动力特性

本文阐述了高架桥式龙门加工中心的直线进给系统在高速度、高加速状态下所产生的动力特性问题。根据多刚体动力学理论,对高速机床的虚拟样机模型进行动力学仿真分析。通过变加速方法降低惯性力,提高了机床的静刚度,改善了机床的动力学性能。     

机床夹具气动系统的改进

某机械加工厂新接收一批零件,现有机床夹具设备不能满足加工定位要求。针对这一问题,在分析现有机床夹具气动系统原理,不增加过多成本的基础上,对机床夹具气动系统进行改进。介绍了改进方案,进行仿真分析,并对改进前后机床夹具气动系统进行对比。对比表明,改进后的机床夹具气动系统不仅能够满足新接收零件的全部加工要求,而且在气动元件使用量、后期维护保养方面均明显优于改进前。     

基于磁流变效应的深孔切削颤振抑制装置研究

在孔加工过程中,深孔加工机床出现的颤振会导致加工精度降低、加工效率下降、刀具与机床寿命缩短以及产生有害噪声。通过对颤振产生的机理进行分析,设计了基于磁流变效应的自适应颤振抑制装置;建立了深孔加工的动力学模型与动力学方程,并通过MATLAB Simulink进行仿真分析;在不同转速下对比安装与未安装减振器系统的振动情况,验证了该装置对颤振的抑制作用。