PLC闭环控制钢坯修磨机磨头压下系统试验研究

针对砂轮位置扰动引起的多余惯性力,及其磨头自身重力、摩擦力和惯性力对磨头压下系统输出力的影响,采用开环控制,系统压力波动较大的问题,提出在三通比例减压阀控制压力的基础上叠加闭环控制的方法进行改进.对钢坯修磨机控制系统提出采用分层控制结构,研制了以可编程控制器(PLC)为核心的磨头压下控制系统,实现了各个功能模块的闭环控制,改善了控制效果,提高了设备的可靠性.为提高工作效率,压下过程采用位置、压力复合控制;引入带积分分离的增量式PID控制器闭环控制压力,实现了对磨头压下力的精确控制,使该系统在位置扰动下能够保持良好的跟随特性,满足了性能要求,并已成功应用于国产板坯修磨机上.     

比例减压阀控桨系统的模型线性化及稳定性分析

三通式比例减压阀因其较高的性价比和易维护性而成功应用于水下远程遥控机器人的螺旋桨推进器控制。然而三通比例减压阀内部压力反馈结构复杂,存在死区和液动力等非线性因素,易受螺旋桨负载特性影响而引起压力振荡。根据主阀力平衡方程、压力流量方程和螺旋桨负载特性建立系统数学模型,并在减压阀的稳态工作点附近进行模型线性化,通过开环伯德图和闭环频响曲线分析特征参数对阀稳定性的影响。理论分析和试验结果表明,增加阀口流量压力系数和马达泄漏系数可有效提高负载环节阻尼比和稳定裕量,系统稳定性得到显著改善。     

一种由常规阀改进的三通比例减压阀

随着电液比例控制技术的发展,对应常规液压控制阀,一般都有相应的电液比例阀。该文介绍一种在常规6通径叠加式减压阀的基础上改进而来的三通比例减压阀,此阀采用先导式结构,通过比例电磁铁控制先导阀压力,并在先导控制部分加入流量稳定器,保证比例减压功能的稳定性和精确性。此阀采用开环控制系统和力控制型比例电磁铁。     

一种电液伺服作动器在主-主工作模式下的力纷争振荡均衡方法

针对电传飞控系统舵面电液伺服作动器采用主-主工作模式带来的力纷争振荡,导致舵面疲劳,影响飞行安全的问题,提出了一种基于压力和位置双重反馈补偿的力纷争均衡控制方法.该方法通过对舵面两端的两个作动器收缩腔和伸出腔压差的比较生成压力补偿值;采用比例积分控制器,根据两个作动器之间的压力差与舵面扭转变形的比例关系将压力转化成位置进行补偿;利用积分控制对高比例增益出现的振荡和超调进行修正,消除稳态误差.再通过舵面两端的两个作动器位置传感器测得的实际位置进行比较,生成位置修正值,用来均衡两侧作动器的位置差,减少舵面两个作动器之间的方位误差,实现力纷争均衡.建立了作动器-舵面的数学模型,对均衡控制中的比例积分控制增益进行了仿真.通过物理试验平台(铁鸟)对力纷争均衡控制进行了验证,试验结果表明,力纷争均衡控制将两个作动器之间的压差从400 Psi降至190 Psi,降低了52％,均衡方法可有效降低力纷争.     

大减压比高压气动比例减压阀阻尼孔耦合特性仿真研究

设计了一种大减压比高压气动比例减压阀,采用先导控制方式,通过调节比例电磁铁推力控制减压阀输出压力。通过进气阀芯与先导阀芯联动,调节进入控制腔气量,从而控制主阀芯开度,调整主阀芯节流作用,最终控制减压阀输出压力,达到输出压力与电磁铁推力动态平衡。控制腔的压力受控制腔进气阻尼孔大小、排气阻尼孔大小及进气阀开度影响。为此,建立了该比例减压阀的动力学及热力学数学模型,根据动力学及热力学数学模型搭建比例减压阀系统仿真模型,通过数值仿真分析主阀芯控制腔进气、排气阻尼孔参数与进气阀芯开度间耦合特性对该比例减压阀输出压力的影响,进一步优化该比例减压阀结构,提高减压阀输出压力控制精度及响应速度。本研究对同类型高压气动减压阀优化设计及输出压力控制性能的提高提供一定参考。     

基于三通比例减压阀的恒减速制动性能研究

针对矿井提升机在恒减速紧急制动过程中存在的安全稳定性问题,提出了基于三通比例减压阀的恒减速制动系统,研究了提升机在紧急制动工况下的动态特性.在RecurDyn中考虑各部件的约束及接触,建立了提升系统的动力学模型;在Simulink中建立了三通比例减压阀的动态模型,在此基础上搭建了刚柔耦合的恒减速紧急制动联合仿真模型;通...     

主动柔顺抛磨力在协作机器人的控制方法

提出了一种基于主动柔顺的机器人抛磨力控制方法,该力反馈末端执行器将被安装到ur协作机器人末端法兰的集成单元中。基于主动柔性装置的力/位混合控制策略,提出了抛磨系统控制装置控制机器人的位置并控制位置控制。通过集成一个力传感器,测量抛磨力并反馈给控制器,根据抛磨的预先计划要求对其进行调节。协作机器人末端执行器具有抛磨头,机器人控制器的力控算法操作抛磨头,从而实现恒力抛磨,以提供抛磨工具的柔度。在建模分析之后,使用复合非线性反馈控制算法来改善协作机器人本体的力控动态瞬时反映效果。经过实验表明,基于主动柔顺的机器人抛磨力控制算法可以有效的跟踪和补偿力和位置数据,具有较好的减振效果和显著的力跟踪效果。     

球形磨头单颗磨粒铣磨力模型与仿真研究

建立明晰的单颗磨粒铣磨力模型是深入解析球形磨头铣磨加工机理及工程应用的关键.通过分析磨头上单颗磨粒的铣磨过程,考虑磨头偏角的影响,建立了球形磨头上单颗磨粒铣磨力数学模型;对单颗磨粒进行多组铣磨仿真实验,分析铣磨参数对铣磨力的影响规律.结果表明:在磨粒的单次铣磨过程中,铣磨深度从20μm增大至50μm,铣磨力增大了2倍;...     

无缝钢管轧机电液伺服压下系统特性研究

目前国外企业已在无缝钢管轧机中普遍采用电液伺服压下系统,而国内生产的无缝钢管轧机主要采用机械压下方式。为提高无缝钢管压下系统在大负载扰动下的定位精度与动态刚度,分别提出了基于伺服阀压力增益特性的负载扰动前馈补偿和抗积分饱和复合控制方案与基于油液压缩效应的动态位置误差流量前馈补偿控制策略。通过AMESim软件建立仿真模型分析压下活塞位移对冲击载荷的响应,进而由试验结果验证所建模型的准确性。该文为电液伺服压下系统的设计提供了一定的理论和试验依据。     

龙门铣床横梁和滑枕的液压自动平衡系统研究

介绍了龙门铣床横梁、滑枕液压自动平衡系统的工作原理。着重分析了龙门铣床在上移、停止、下移3种工况下溢流型三通减压阀在平衡横梁自重过程中的工作机理,对三通减压阀的减压过程、溢流过程分别建立状态方程,同时给出了三通减压阀控制平衡油缸的动态过程数学模型,完成了基于MATLAB SIMU-LINK软件包的平衡系统仿真。仿真结果表明基于三通减压阀的液压自动平衡系统能够较好地实现龙门铣床横梁、滑枕的自重平衡作用。     

数控研磨机研磨去除量的在线监控系统试验研究

将光栅测量系统和数控技术用于高速研磨机上,从而给研磨机增加监控功能,这是新型高速研磨机的发展方向。光栅测量系统具有数字化、精度高和安装方便等优点,故选用光栅测量系统测量压头的位移,并利用计算机实现相应的控制。介绍了光栅测量系统的组成、工作原理及主要技术参数,并对数控研磨机监控装置的组成和监控原理进行了分析,对高速研磨机的设计优化具有参考价值。     

钢管外圆砂轮(砂带)磨削装置的原理及应用

阐述钢管外圆砂轮(砂带)磨削装置的原理及应用,结合我国目前钢管外圆磨削工艺的现状,提出了一种由五组磨头组成的外圆砂轮(砂带)磨削方法,这种磨削方法在钢管外圆表面磨削加工的批量生产中,被证明能使钢管外圆磨削效率与磨削质量大大提高。     

机器人化三腿磨削机床的研制

以钢坯修磨为实用目的研制的一台机器人化三腿机床,具有刚度大、负载能力强、机构简单、工作空间大、无运动耦合及奇异位形等优点,首次解决了钢坯局部修磨自动化问题,配以其它加工执行器还可实现多种工艺要求。建立了该机床的运动学逆、正解方程,对其工作空间和受力分析进行了介绍,并介绍了局部修磨自动化控制系统     

1Cr18Ni9Ti不锈钢小圆弧曲面数控磨削加工

论述了1Cr18Ni9Ti不锈钢小圆弧曲面的磨削加工方法及数控编程方式,分析了数控磨床、成形砂轮修整、磨削工艺参数等因素对磨削加工的影响,以及加工过程中易出现的缺陷,提出了改善和提高的途径和可行性方案,阐述了在不同工艺条件下合理选择加工参数的方法,以便于推广和应用.     

可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的研制

介绍了应用于机器人磨削加工系统中的可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的结构原理。阐述了在线更换磨削轮的砂带磨削机床的磨削方式及其磨削力控制结构原理。     

机器人柔性磨削机床的恒磨削力补偿机构及其动力学分析

介绍了用于机器人柔性磨削系统的柔性砂带磨削机床,提出了恒磨削力补偿机构。分析了机器人柔性砂带磨削机床转位机构实现在线多工位磨削加工的创新设计和恒磨削力补偿机构的原理。建立了恒磨削力补偿机构的运动学、静力学和动力学数学模型,并对其进行了数值仿真。讨论了机器人柔性砂带磨削机床的结构参数对恒磨削力补偿机构的运动学特性和动力学特性的影响,为机器人柔性砂带磨削机床的机械设计和机器人的轨迹规划提供了理论依据。最后,对具有恒磨削力补偿机构的柔性磨床组成的机器人柔性磨削系统进行叶片加工实验,结果表明其加工精度完全满足复杂曲面的高加工精度要求。     

固高运动控制卡在指形铣刀五轴数控磨床中的应用研究

以固高运动控制卡为核心,提出了一种应用到指形铣刀刃磨机设备上,由PC机+固高GE-400-SV运动控制卡+伺服电机构成的开放式数控系统,对硬件和软件部分分别作了概述。硬件部分主要介绍了这种应用于指形铣刀刃磨机上的开放式系统的结构特征、整体规划,软件部分主要介绍了固高运动控制卡动态连接库函数的使用和初始化程序设计,并指出了这种开放式数控系统在专用数控机床上应用的广阔前景。     

抛光机磨头磨削方式对磨削效果影响的试验研究

为了研究不同磨头的磨削效果,建立了垂直轴磨头磨削过程模型,并通过试验验证了其正确性。综合理论分析和试验研究结果可知：垂直轴磨头磨削瓷砖时,磨削后的瓷砖表面不平整。提出了倾斜轴磨头磨削瓷砖的加工方式,通过一系列试验得出倾斜轴磨头定深磨削可以有效提高瓷砖的平整度的结论。     

高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的磨削力和比磨削能

分析了高速精密磨削9CrWMn冷作模具钢的机理,采用DEFORM软件对高速磨削模具钢9CrWMn过程进行了磨削力仿真。使用高精密高速平面磨床对模具钢9CrWMn进行了高速精密磨削试验,并在线测量了多种工况下的磨削力。结果表明:在其他两组工艺参数不变时,随着工件进给速度增加,磨削力特别是法向磨削力会增大近45%;法向磨削力和切向磨削力随着砂轮的线速度上升而下降,法向磨削力下降近33%;磨削深度对磨削力影响较大,大的磨削深度对法向磨削力的影响尤其显著,可使法向磨削力增大近100%。分析了磨削工艺参数对比磨削能的影响规律,结果显示:随着磨削深度和工件进给速度的增大,比磨削能呈比较明显的下降趋势,符合磨削加工中的尺寸效应;随着砂轮线速度的增大,比磨削能呈上升趋势。最后,对高速磨削前后工件表面的微观形貌进行了对比分析,磨削力试验结果和仿真理论分析相一致。     

基于PMAC-PC的HIPSN陶瓷套圈高速内圆磨削

利用高速陶瓷电主轴单元、直线电动机等设计集成了一套基于PMAC-PC的高速精密数控磨床系统，并用来进行陶瓷套圈内圆表面的磨削实验研究。在磨削实验过程中对砂轮电主轴进行了振动测试和分析，分析了影响陶瓷套圈内圆表面磨削质量和磨削效率的主要因素，加工出了高精度HIPSN陶瓷零件。通过实验验证了本磨床系统的稳定性，利用该磨床系统能实现HIPSN陶瓷零件的高速精.