内螺纹磨床的几何误差建模及灵敏度分析

为提高内螺纹磨床的加工精度，建立了内螺纹磨床的几何误差模型并对其进行全局灵敏度分析。首先，基于多体系统理论和齐次坐标变换的方法，建立了砂轮磨削加工系统和砂轮修整系统的几何误差模型，通过误差传递推导出整机加工精度模型；其次，考虑到几何误差作用的随机性和耦合性，建立基于Sobol的拟蒙特卡洛法的全局灵敏度分析模型，识别出影响磨床加工精度的关键几何误差因素。利用MATLAB编写软件，以SCS-180TB的内螺纹磨床的加工误差模型进行灵敏度计算，并验证模拟次数的收敛性。     

基于ADAMS的五轴数控工具磨床磨削力仿真分析

利用计算机三维建模与虚拟样机仿真技术建立自主研发的五轴数控工具磨床虚拟样机模型,对五轴数控工具磨床加工过程中砂轮磨削力的受力大小和变化趋势进行仿真,利用磨削力的理论计算公式验证了所建立的虚拟样机模型的有效性。研究了砂轮线速度、磨削深度、进给量对磨削力的影响,为五轴数控工具磨床的设计提供参考。     

高液静压无心磨床磨削过程再生颤振的稳定性分析

为了避免高液静压无心磨床在磨削工件时发生颤振,从而提高工件的加工精度和磨削效率,提出了从再生型颤振机理出发,建立高液静压无心磨床磨削过程再生颤振动力学模型,制取无心磨削稳定性叶瓣图,选取适当加工工艺参数的方法。首先,应用再生颤振理论研究高液静压无心磨床磨削过程,进而建立了考虑工件和砂轮再生颤振的动力学模型,并在磨削力模型中利用时间延时来表示再生效应,通过对动力学模型进行求解,得到高液静压无心磨床磨削过程稳定性叶瓣图,并将稳定性叶瓣图划分为符合切入式无心磨削的4个区域,为工艺人员选取磨削工艺参数避免颤振提供了理论依据。     

基于遗传算法迭代学习的偏心轴廓形误差补偿研究

为了提高偏心轴类零件轮廓加工精度,引入遗传算法和迭代学习PID控制算法,利用遗传算法对偏心轴磨床不同转速下的X-C轴PID参数进行整定,再通过迭代学习PID控制方法对X-C轴进行迭代学习控制,减小偏心轴磨床X-C轴的跟踪误差,通过MATLAB的Simulink仿真工具建立偏心轴磨削迭代学习PID控制仿真程序,进行仿真实验。实验表明基于遗传算法的PID迭代学习控制比普通PID控制更能够有效控制X-C轴跟踪误差,提高偏心轴轮廓加工精度。     

精密数控内圆复合磨床结构动态特性分析

数控内圆复合磨床因其高精度、高效率而广泛用于轴类零件的精加工阶段，其结构动态特性关系到工件的加工质量，所以在磨床设计阶段运用有限元方法对其展开动态特性分析与改进设计显得十分重要。针对用于加工大尺寸的机床主轴零件的WX-2015精密数控内圆复合磨床展开结构动态特性分析与改进设计：1）利用Pro/E软件和ANSYS软件建立磨床的有限元模型，基于赫兹接触理论计算带滚珠丝杠的滚动直线导轨结合部的刚度，并将其施加到磨床的有限元模型中。2）对整机进行模态分析与谐响应分析，并展开滚珠丝杠与滚动直线导轨选型与安装方式对磨床动态特性影响的讨论。     

超精密数控非球面磨床的模态分析

以小口径超精密数控磨床为研究对象,利用CATIA建立其各部件的三维几何模型.通过有限元软件ANSYS分别建立工件轴部件、磨轮轴部件及机床整体的三维有限元模型,并对工件轴部件、磨轮轴部件以及磨床总体进行了模态分析,根据分析结果识别该类型磨床结构的薄弱环节,为小口径超精密磨床结构的改进设计提供依据.     

基于机器人的偏心轴磨床加工系统改造研究

针对目前偏心轴加工过程中存在的夹具调整复杂、加工效率低下等问题进行研究,提出了利用三菱机器人对偏心轴数控磨床加工系统进行改造的方法。采用康奈斯3D视觉系统代替传统的装夹方式,设计出针对性的机器人控制程序,解决偏心轴数控磨床自动上下料、偏心距自动调整、机器人与数控磨床通讯等难题,实现偏心轴加工过程的全自动化柔性控制,极大地提高了偏心轴零件的加工精度与加工效率。     

基于 ANSYS Workbench的立式加工中心工作台动特性研究

机床动力学特性是影响高速机床性能的重要因素,直接影响机床的最后加工性能,而工作台作为零件的承载体其动力学特性更不容忽视.利用三维软件SolidWorks建立5种具有不同形式加强筋的工作台模型,运用ANSYS Workbench软件对各模型进行谐响应计算从而选择最优的模型,并对最优模型进行模态分析.     

MTS1600 500六轴数控砂带磨床构建及磨削仿真验证

MTS1600-500六轴数控砂带磨床是用于叶片磨削抛光的精密加工高端数控机床,该磨床磨削加工的工件主要以宽弦空心风扇叶片为主,空心叶片的制造工艺复杂,成本昂贵.磨削加工处于叶片加工关键步骤中的最后一步,这就要求在实际磨削加工前进行虚拟仿真磨削.该磨床可实现六轴联动,机床结构复杂,不存在现有仿真环境.为解决此问题,以UG为平台构建MTS1600-500六轴数控砂带磨床的几何模型并装配,在VERICUT中搭建该磨床磨削加工仿真环境.以某型号宽弦空心风扇叶片为仿真加工对象,对该磨床建模仿真环境进行验证,最后通过实际磨床的磨削加工验证了所建模型与仿真环境的正确性.该磨床的虚拟仿真环境可实现磨削加工过程的动态仿真,加工效率得以提升,也为后续加装在机测量模块奠定基础.     

高精度随动数控凸轮轴磨床砂轮架模态分析

利用SolidWorks软件建立了JKM8330高精度随动数控凸轮轴磨床砂轮架的三维模型,导入ABAQUS有限元分析软件,采用弹簧阻尼单元模拟轴承弹性支承的方法,建立了砂轮架的动力学分析有限元模型。通过分析计算,获得了砂轮架的前9阶振型和模态频率,并深入研究了不同轴承弹性支承刚度对砂轮架模态频率的影响规律。结果表明:可以通过调整轴承弹性支承刚度较好地控制砂轮架的模态频率,进而可以减小砂轮架的振动,从而保证机床磨削加工精度及可靠性。研究结果为高精度随动数控凸轮轴磨床的结构优化设计提供了参考。     

叶片磨床的几何误差建模与精度分配优化

基于多体系统理论和坐标变换方法,构建某叶片数控磨床的几何误差模型。在此基础上,建立其精度分配优化目标函数,使用MATLAB遗传算法对各误差参数进行优化。优化后大多数经验设计变量值得到不同程度的放大,磨床的制造成本得以降低,且优化值均满足预定加工精度,有效地平衡了磨床的加工精度和经济性能。     

基于数控指令修正的数控内圆磨床几何误差补偿

为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明：通过修改数控指令能够提高机床加工精度。     

基于多体系统运动学的龙门铣床加工精度预测模型

五轴联动数控加工运动复杂,影响零件加工精度的误差因素很多,综合考虑多种误差因素,分析了各级工艺链系统的综合误差,提出了基于多体系统运动学理论建立工艺系统综合误差模型;在零件加工之前对零件的加工精度进行预测;通过切削试加工验证模型的可靠性。切削试加工实验证实了基于多体系统运动学的数学模型对零件加工精度预测的准确性和有效性,为今后进一步的研究及误差补偿提供了依据。     

含间隙铰的柔性机器人动力学研究

论文将多柔体动力学的建模方法引入柔性机器人的动力学分析中。应用Lagrange方程建立空间刚-柔耦合多体系统动力学方程，采用牛顿二状态模型，对含间隙机器人的副间接触和分离过程，建立了铰接间隙动力学方程。仿真分析结果表明，由于间隙铰的存在。间隙运动副反力呈现大幅度连续波动现象，使整个机器人的稳定性大大降低。而当记入大臂的柔性后，间隙副反力的波动减小，所以，机器人可以通过适当添加弹性补偿单元降低部分副间碰撞时的冲击效应，提高机构运转的稳定性。     

基于ADAMS与Simulink工程车辆油气悬架非线性建模分析

工程车辆油气悬架建模存在诸多非线性影响因素,根据其结构特点和工作原理,基于气体状态方程和油液孔口出流方程建立其非线性数学模型;并以此为基础搭建Simulink数学模型和ADAMS油气悬架试验台多体动力学模型;为验证模型准确性,搭建油气悬架试验台,进行油气悬架动态特性试验,获得激励频率变化对油气悬架动态特性的影响规律。对比分析联合仿真和试验结果验证了非线性数学模型和联合仿真模型的准确性与可靠性,为工程车辆油气悬架系统的特性研究及整车动力学特性研究提供了参考。     

基于残差全连接神经网络机床传动轴刚度预测研究北大核心

为了更好地研究机床刚度,提出一种通过测量S试件的加工误差以辨识机床传动系统刚度的方法,建立残差全连接神经网络的传动系统刚度模型。通过多体动力学对S试件轮廓误差进行分析,建立传动系统的误差模型。利用残差全连接神经网络对加工后的S试件轮廓误差进行训练,得到传动系统刚度;搭建刚度测量试验台,对机床的刚度进行测量,结果验证了残差全连接神经网络模型的有效性;残差全连接模型的收敛速度更快,在迭代次数达到70次后,预测精度达到80%左右。     

基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析

数控机床的误差建模是进行机床运动设计、精度分析和误差补偿的关键技术,也是保证机床加工精度的重要环节.本文利用多体系统理论来构建超精密数控机床的几何误差模型,该模型简便、明确,不受机床结构和运动复杂程度的限制,为计算机床误差、实现误差补偿和修正控制指令提供了理论依据.在机床实际应用中,可以利用由精密机床误差建模所推导出的几何位置误差来修正理想加工指令,控制机床的实际运动,从而实现几何误差补偿,提高机床加工精度.     

五轴联动立式磨床几何误差灵敏度研究

以一台五轴联动立式磨床为例,提出了一种分析几何误差灵敏度的方法。基于多体系统理论和齐次坐标变换建立了五轴联动立式磨床的33项几何误差模型,利用求导的方式给出了几何误差灵敏度分析的数学模型。并根据该模型找出了关键几何误差,研究了关键几何误差的灵敏度系数随平移轴运动的变化规律,研究结果为精密机床改进设计和误差的实时补偿提供了理论依据。     

HE63卧式加工中心多体动力学仿真分析

基于ANSYS Workbench平台的Rigit Dynamic及Transient structual模块对某企业研发的HE63卧式加工中心进行了多体动力学仿真分析。采用刚柔混合模型分析出机床主轴、导轨面等的振动量、变形量，对比动力学分析和静力学分析的结果差异。结果表明：机床在启动、加减速时的变形和振动较大，主轴存在不平衡量时，主轴旋转对立柱、主轴箱的振动影响较大，机床零部件的振动直接影响到机床的加工精度。     

基于SAPSO-GA算法的高速曲轴随动数控磨床几何误差辨识方法

以某型数控曲轴磨床作为研究对象,对其结构和运动进行分析,推导出曲轴磨削时理想的砂轮轨迹方程。根据多体系统理论建立含有误差参数的模型,并推导出机床-工件和机床-刀具的运动链位置矩阵,得出机床精密加工的约束方程。对磨床的几何误差进行研究,建立几何误差模型。为快速、准确辨识出各项几何误差,提出一种混合SAPSO-GA算法。通过对比球杆仪测量补偿前后的运动轨迹,分析补偿效果。结果表明:所提方法提高了辨识准确性,通过补偿大大提高了曲轴随动磨床的加工精度。