基于蜂群算法的机床主轴对流换热系数优化（英文）北大核心CSCD

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差,提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值的大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。深入研究主轴对流换热系数的影响因素,提出一种基于人工蜂群优化算法的机床主轴换热系数优化算法。实验表明,提出的蜂群算法能够根据环境温度和转速而自动寻找优化的主轴换热系数。     

数控铣齿机主轴系统温度场有限元分析

热误差是影响机床加工精度的主要因素之一。主轴的热变形是机床总的热变形的重要组成部分。因此本文在分析数控铣齿机主轴热源的基础上,计算发热量,确定边界条件,并利用有限元软件abaqus建立主轴系统的温度场模型并进行了数字模拟仿真,为主轴系统的进一步热变形控制提供了基础。     

机床主轴热误差建模算法*

针对机床主轴热误差补偿过程中现有建模方法的不足,提出一种新的热误差建模算法。首先应用FCM算法将众多温度测点予以分类,减少测点数量,提高测量精度。其次应用GCA算法对同类测点的热敏感度进行排序,选出该类中的关键测点。最后以优选出的测点为输入变量,以热位移为输出变量,利用ANFIS进行热误差模型设计,并与BP算法建立的模型进行了比较。实验数据表明：该方法降低了机床热误差,具有预测精度高的优点,能较好的实现机床主轴热误差的补偿。     

精密卧式加工中心设计研究(一)——主轴传动部分

正以HMS125b型卧式加工中心主轴设计为例,介绍主轴的设计过程。详细阐述主轴的结构设计及理论计算。通过机床样机测试,验证主轴的结构设计合理、设计计算过程正确。一、引言零部件加工的精度要求在不断提高,机床正在向高速、高精、高效和智能方向飞速发展,作为机床核心部件,主轴的工作性能对机床有直接影响,是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。主轴设计主要考虑以下几个方面:刚     

基于LabVIEW的机床热误差检测系统设计

针对机床高速旋转主轴的安装偏心及各种外界干扰对热误差精确测量的影响,本文选用了精度较高的电容式位移传感器及NI数据采集卡,基于LabVIEW平台开发了一套机床温度和位移数据实时检测系统。该检测系统可实现在主轴高速旋转下位移数据的高速率采样,并采用软件数字滤波方法对位移数据处理。最后将该检测系统进行实验测量,实验结果表明该检测系统具有一定的实用性。     

基于西门子PLC的智能工业机电一体化机床控制研究

针对机床加工精度低和稳定性差的问题，提出以数控机床为研究对象，设计一种基于PLC的智能工业机电一体化机床控制系统。首先构建热误差建模算法，然后通过PLC实现热误差的补偿控制调节，可提高机床的加工精度和稳定性。具体实现为，由状态信息采集模块实现机床温度的测量；再在上位机数据处理模块中，通过建立机床温度与热误差同步测量系统，实现对热误差值的预测；再将预测值输入PLC控制模块，由PLC控制程序完成热误差预测值的补偿；并且对SIEMENS系统温度补偿功能的热误差补偿方法进行了研究。实验结果证明：在热误差补偿功能开启后，热误差最大值降低了78.9%。由此可知，本研究构建的机床控制系统可有效提高机床的加工精度以及稳定性，在实际应用中具有可行性。     

不同载荷工况下机床主轴预紧力选取的数值分析方法

为研究预紧力对机床主轴的影响,提出在不同载荷工况下机床主轴预紧力选取的数值分析方法.计算得到预紧力与轴承刚度的关系,在轴系结构有限元模型中设置不同预紧力下的轴承刚度值,通过静力学分析求解轴系变形和刚度;计算得到预紧力与轴承发热量的关系,在轴系热分析有限元模型中设置轴承热源,通过传热分析求解主轴温升.计算结果表明,该方法...     

基于三点法的机床主轴回转误差在线测试技术研究

主轴回转误差是评价机床性能的重要指标,为了提高主轴回转误差的分离精度,在数据采集和处理过程中,提出了两种有效的方法：采用变频率数据采集方法,确保了在不同转速下采集得到的数据的谐波分量相同,使误差分离精度不会因转速的升高而降低；为了消除环境中白噪声对误差分离精度的影响,在同一稳定转速下对主轴轮廓连续采集十个周期的数据,利用集合平均滤波方法消除混合在测试数据中的白噪声。搭建了试验系统,利用提出的方法分离出了机床主轴在不同转速下的回转误差、圆度误差和安装偏心差,验证了方法的有效性。     

高速电主轴箱体的动态性能分析

该文在Pro／ENGINEER软件中建立机床主轴箱体的三维模型,利用有限元分析软件ANSYS对主轴箱体部件进行动态性能分析,得出了主轴箱体的前五阶固有频率和振型。了解主轴箱体部件的各阶振动模态特点,对于我们研究主轴箱体部件的动态特性十分必要,有利于机床的整体设计。     

主轴回转误差补偿控制器

基于主轴回转误差模板补偿控制方法研制成功了以MCS-51 为核心的主轴回转误差补偿控制器。结构简单、性能稳定、成本低廉,具有良好的应用前景。     

变频器在大型机床主轴驱动系统中的应用

介绍了在大型机床主轴驱动系统中采用变频器的应用情况。交流主轴驱动开环系统由变频器、交流电机、齿轮箱组成,通过机械和电气技术,解决了在低速区转矩脉动和大惯性负载系统准确位置控制的问题,在运行中取得了良好收效。     

微径球头铣刀铣削表面误差建模与仿真

以微细铣削表面误差为研究对象,考虑尺度效应,建立了微径球头铣刀铣削力模型.将刀具简化为阶梯状悬臂梁,运用虚位移原理结合机床-工件系统变形获得刀具在铣削力作用下的变形量,并将其耦合到切削刃轨迹中,最终建立了综合主轴径向跳动、最小切削厚度、刀具弹性变形及机床-工件系统变形等因素的铣削过程表面创成物理模型.在此基础上,提出了微径球头铣刀铣削表面误差三维仿真算法,并通过仿真算例分析了各因素对工件铣削表面误差的影响.最后通过实验验证了该算法的有效性和可行性.     

基于有限元仿真和试验测试的数控机床主轴动平衡技术研究

机床主轴在装配完成后会因为若干因素造成主轴不平衡,产生振动而影响机床最终加工精度,最终造成主轴主要回转部件失效。本文采用现场动平衡试验所得不平衡量作为有限元输入条件,经仿真计算得到主轴此时产生的变形量和等效应力,对于预测主轴不平衡引起的破坏有实际价值。     

浅析利用软件分析法合理设计机床主轴支撑跨距

本文主要介绍了在机床设计时,如何利用软件分析技术合理计算主轴支撑跨距,从而提高机床的切削性能。     

电容传感器的信号处理及其在机床主轴热变形测量中的应用研究

利用电容式传感器,设计一个高精度位移测量系统,对机床主轴的热变形量进行非接触式测量.根据被测对象的特点,阐明了系统的工作原理和数据的处理方法,分析了影响传感器测量精度、稳定性的因素,提出了利用电子学技术和数字信号滤波技术提高传感器精度的技术手段,为机床主轴热变形的高精度、非接触式测量提供了一种技术途径.经长时间实验分析...     

多传感器融合的数控机床热误差回归建模新方法

热误差对机床的加工精度影响很大,高性能的补偿系统依赖于多传感器融合建立的三维模型的精度、鲁棒性和合适的温度进行反馈输入。本文使用温度与位移传感器的模糊聚类进行温度分类,基于评价模型比对分析最优的温度分类,从每个分类中选择具有代表性温度作为候选温度。归纳试验数据,使用分段逆回归SIR模型进行热误差建模,SIR模型将高维前移回归问题转化为多个一维的回归问题,并且进一步消除了候选温度之间的耦合。热误差试验表明,SIR模型具有泛化能力强、预测精度高及鲁棒性好的特点,能够准确地描述多种典型工况条件下的实际热误差特性。     

精密卧式加工中心设计研究(三)——立柱部分

一、引言在保证大功率、高扭矩的前提下提高主轴转速、切削速度和机床快移速度,缩短机床加工和辅助时间,是提高卧式加工中心加工效率的关键。因此,作为移动部件的机床立柱设计非常重要。本文以HMS125b型卧式加工中心的立柱设计为例,详细阐述了立柱设计中相应的理论计算和实际经验。HMC125b型加工中心机床总体设计布局为横、纵分体铸造床身结构。立柱为铸铁龙门框形结构,受力均匀;滚珠丝杠带动主轴箱沿立柱导轨上下移动,主轴位于立柱两导轨中间。主轴箱的平衡通过安装在立柱上的油缸和钢丝绳共同完成。     

精密卧式加工中心设计研究(三)——立柱部分

一、引言在保证大功率、高扭矩的前提下提高主轴转速、切削速度和机床快移速度,缩短机床加工和辅助时间,是提高卧式加工中心加工效率的关键。因此,作为移动部件的机床立柱设计非常重要。本文以HMS125b型卧式加工中心的立柱设计为例,详细阐述了立柱设计中相应的理论计算和实际经验。HMC125b型加工中心机床总体设计布局为横、纵分体铸造床身结构。立柱为铸铁龙门框形结构,受力均匀;滚珠丝杠带动主轴箱沿立柱导轨上下移动,主轴位于立柱两导轨中间。主轴箱的平衡通过安装在立柱上的油缸和钢丝绳共同完成。     

数控机床几何误差检测补偿技术

在分析机床几何精度影响因素的基础上,深入研究数控机床几何误差的检测和补偿原理,为通过误差补偿技术提高数控机床精度提供测量方法和补偿依据。     

基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计

在对高精度精密离心机性能进行评价时,离心机空气主轴的回转误差和倾角误差是两个关键的考核指标;为了能够同时对空气主轴的回转误差和倾角误差进行测量,在三点法回转误差测量与分离技术的基础上,提出了一种两层三点法回转误差测量方法;针对该方法,设计了测试系统的软硬件结构,并基于PXI总线搭建了测试系统的硬件部分,在Labview开发环境下开发了误差测量与分离软件;利用该系统对在10-6级精密离心机的空气主轴回转级倾角误差进行了测试,验证了所提方法的有效性和可行性。