曲轴非圆磨削运动中动态误差及补偿

动态误差是影响曲轴非圆磨削加工精度的主要因素,动态误差补偿可实时修正磨削过程的各种误差,保证补加工工件的加工精度.通过分析曲轴非圆磨削过程中动态误差产生的原因,对非圆磨削中数控系统的伺服滞后误差进行了定量分析,并对以恒线速度为基础的运动模型进行了仿真计算,计算结果表明,伺服滞后误差严重影响加工精度,且数控系统的调整只能减少伺服滞后误差,不能消除伺服滞后误差.提出了采用神经网络预测曲轴非圆磨削过程的误差,并对补偿数据进行必要的延迟处理后进行相应的补偿,以解决在线测量的角度偏差.通过离线测量加工试验表明,采用径向基函数网络较好地解决了曲轴非圆磨削过程中的误差补偿.     

凸轮廓形误差力位融合预测与补偿控制研究

廓形误差是凸轮最重要的精度指标,由于磨削过程复杂,廓形误差通常通过离线抽检获得,难以实现在线补偿控制。提出了一种基于BP神经网络与镜面补偿凸轮磨削力-伺服滞后信息融合廓形误差预测、补偿方法。通过对凸轮磨削过程中影响廓形误差的主要因素分析,将X轴跟随误差、C轴跟随误差、磨削力三项传感器信息作为输入特征,凸轮廓形误差作为输出特征,利用BP神经网络的逼近性能和全局最优特性,建立了凸轮廓形误差预测模型,并提出了凸轮廓形误差镜面补偿方法。进行了预测模型训练与补偿验证,结果表明,该方法能够有效预测凸轮廓形误差,并提高凸轮加工廓形精度。     

基于西门子840D数控系统的凸轮非圆磨削的实现

根据凸轮非圆磨削运动的特点,采用恒线速度控制并建立了相应的数学模型,在西门子840D数控系统下开发了凸轮非圆磨削控制软件,利用Matlab强大的运算功能设计了凸轮非圆磨削运动的控制算法,并以COM组件技术实现了控制软件对该算法的灵活调用.     

基于西门子840D数控系统的凸轮非圆磨削的实现

根据凸轮非圆磨削运动的特点,采用恒线速度控制并建立了相应的数学模型。在西门子840D数控系统下开发了凸轮非圆磨削控制软件。利用MATLAB强大的运算功能设计了凸轮非圆磨削运动的控制算法,并以COM组件技术实现了控制软件对该算法的灵活调用。     

凸轮磨削过程鲁棒PID控制研究

为了提高凸轮磨削加工伺服系统跟踪精度及鲁棒性,对影响凸轮轮廓误差的主要因素进行了分析,以便使汽车发动机具有较好的使用性能。由于凸轮轮廓廓形的复杂性、磨削力的波动、伺服系统的跟踪性能及外界干扰因素的影响,使得凸轮磨削过程的精确控制比较困难,其中伺服系统的跟踪性能对凸轮轮廓误差具有较大的影响,降低了凸轮的廓形精度。针对该问题,提出了一种鲁棒PID控制的方法,对各个伺服轴的跟踪性能及控制方法鲁棒性进行分析。仿真结果研究表明,鲁棒PID控制可以有效减小非圆磨削伺服控制系统的跟踪误差,鲁棒性强,提高凸轮磨削加工精度。     

曲轴非圆磨削中基于差分进化算法的变参数交叉耦合轮廓控制

曲轴非圆磨削通常采用补偿单轴伺服跟踪误差的方法来提高连杆颈轮廓加工精度,但磨削运动中大惯量砂轮架会严重影响伺服系统的高速响应性,导致单轴伺服跟踪误差补偿轮廓误差效果不理想.因此引入双轴联动交叉耦合控制思想,首先工件旋转轴与砂轮架直线轴的联动运动被近似为两根直线轴联动,并建立曲轴非圆磨削轮廓误差模型,在此模型基础上设计交叉耦合控制系统.为了弥补这种近似对非线性轨迹控制带来的不足,研究分段变参数的交叉耦合控制策略,并以工件轮廓误差最小为目标,采用差分进化(Differential evolution,DE)算法逐段对控制器参数进行优化.仿真实例结合试验表明:在基于DE算法优化的变参数交叉耦合控制下,曲轴非圆磨削理论轮廓精度较普通比例微分和积分控制或交叉耦合控制有所提高.     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

凸轮轴数控磨削轮廓误差分析与补偿

在分析国内外磨削加工误差分析与补偿研究现状基础上,针对X轴和C轴两轴联动的凸轮轴数控磨削的轮廓误差提出一种轮廓误差分析和补偿策略,以提高凸轮磨削加工精度。基于凸轮轴数控磨削的X-C联动运动模型,推导了由凸轮升程表到磨削加工位移表的数学模型;指出凸轮升程与轮廓的误差变化规律在趋势上具有一致性。基于最小二乘多项式方法对多次磨削加工实验的凸轮升程误差进行一系列拟合处理,得到稳定的、可重复的凸轮升程预测误差;将升程预测误差按一定比例反向叠加到理论升程表中,采用最小二乘多项式法进行光顺,得到光顺的虚拟升程表;利用虚拟升程表对同类型凸轮轴进行磨削加工实验。实验结果表明,砂轮架速度和加速度在机床伺服响应范围之内,凸轮最大升程误差与最大相邻误差降低,凸轮轮廓表面粗糙度值满足加工要求,从而证明该误差分析和补偿方法是正确可行的。     

凸轮磨削轮廓误差与速度关系特性研究

分析了轮廓误差与磨削速度之间的关系并通过模型进行验证,提出基于凸轮曲率变化指导(基圆)磨削速度,曲率变化大(敏感区)的部分低速磨削,变化小的部分采用高速磨削。所提出的凸轮磨削轮廓误差与磨削速度之间的特性关系能够为凸轮机械加工过程提供理论指导。     

基于FANUC 31i数控系统的凸轮磨削方法

围绕凸轮轴随动磨削原理求解凸轮随动磨削中磨削运动参数,对FANUC31i开放式数控系统的高速切削循环功能以及学习控制原理进行研究,在MK8340高速凸轮轴随动磨床上进行试验验证。通过宏执行器以高速脉冲形式将磨削运动参数分配存储至系统P-Code变量中,结合高速切削循环功能实现了凸轮轴随动磨削运动,并采用学习功能完成了伺服控制器的自学习优化,进而改善了凸轮随动磨削运动的伺服跟踪性能,使凸轮轴高速随动磨削加工精度和效率得到提高。