基于速度滑移的气膜流态建模与CFX仿真分析

为了研究空气静压导轨微小间隙中的气膜流态,以提高数控机床的加工精度,通过将速度滑移计算方法及边界条件引入Navier-Stokes方程,推导出适合可压缩气体在微尺度条件下的雷诺方程;利用流体仿真软件CFX对微尺度下湍流状态的气膜流态进行仿真分析;通过改变节流孔直径和气膜厚度分析气膜内压强分布的变化。结果表明,当节流孔直径和气膜厚度在一定范围内变化时,压强由最大值趋于环境压强过程中呈现波动变化趋势;当节流孔直径过大时,气膜内压强不稳定,容易产生气膜波动现象,对机床的加工精度造成影响;当气膜厚度过大时,气膜内压强会出现突变,对气膜支撑力的稳定性影响很大。     

基于多体系统理论的螺纹磨削研究

将多体系统运动建模方法应用到数控螺纹磨床建模中,建立机床、工件和砂轮的运动关系,推导出多线砂轮磨削螺纹的加工方程。开发螺纹磨削仿真软件,获得螺纹磨削加工G代码,在磨削螺纹的生产中取得了很好的效果。     

带摆角头五轴数控机床几何误差建模及补偿方法研究

研究带摆角头五轴数控机床几何误差建模方法及误差补偿技术.基于多体系统运动学理论,阐述带摆角头五轴数控机床的拓扑结构及其低序体阵列,建了五轴差模型.根据该误差模型研究了带摆角头五轴数控机床的几何误差软件补偿计算方法,分别建立理想条件与实际条件下刀具路线、数控指令及刀具轨迹三者间的相互映射关系,给出数控指令修正值的具体算法及迭代计算求解终止判别条件,通过该方法可获得修正后的数控指令,从而解决软件误差补偿的关键问题该补偿方法直接、简明,具有很好的通用性.     

基于热传导和卷积神经网络的磨床主轴热误差预测

热变形是影响磨床加工精度的主要因素,严重制约了机床精度的进一步提高。为了提高热误差预测的精度,提出了一种基于热传导和卷积神经网络的磨床主轴热误差预测方法。根据热传导理论推导出主轴表面和外部环境的温差和热变量的映射关系,揭示了材料热变形本质。然后,建立了以温差为输入和主轴热变形量为输出的神经网络热误差预测模型。该模型拥有4个神经网络层,分别对应温差、热能增量、时间变量以及热变形量。运用反向传播算法对该预测模型进行训练并计算模型参数。最后,基于SINUMERIK 840D数控控制器开发了一套磨床主轴热误差补偿系统,并在某一数控磨床上进行了验证。结果表明,通过主轴热误差补偿后,磨床的加工精度提升了41.7%,验证了本文提出的主轴热误差预测模型的有效性和可行性。     

多学科设计优化理论的复合数控机床误差补偿技术研究

以多体系统运动学理论为研究基础,针对复合数控机床自身的复杂性,提出用多学科设计优化理论进行误差补偿的方法。该方法将复合数控机床划分为总体系统、几何误差子系统、载荷变形子系统、热变形子系统和伺服系统驱动子系统共五个部分,并通过协同优化(Collaborative Optimization,CO)算法建立复合数控机床优化模型,为开放式数控系统软件的开发做好准备。     

卧式加工中心误差建模与补偿技术的研究

对卧式加工中心进行误差补偿是提高其加工精度的重要手段.文章基于多体系统理论,在分析了卧式加工中心误差的特性后,针对该机床建立了综合空间误差模型及刀具姿态误差模型,给出了数控指令的修正算法,并在此基础上开发了误差补偿软件,进行了仿真试验.试验展示了刀具轨迹补偿前后对比及数控指令修正前后的G代码对比.试验结果表明:文中针对卧式加工中心的误差建模正确可行,采用的补偿方法切实有效,通过修正数控指令的方式,跨越了数控系统硬件制约,达到了误差补偿的目的.     

三坐标数控机床误差建模与补偿的实验研究

以多体系统运动学分析理论为基础,利用双频激光干涉仪测量机床误差,采用九线法辨识机床误差参数,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用已发开的误差补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度.     

PBGA封装热应力研究与热特性分析

芯片面向上的塑料球栅阵列封装在今天是非常流行的,而电子封装使用多种性能各异的材料,由于这些材料的热膨胀系数各不相同,把其组合成一个整体后,在使用过程中当温度变化时,在不同的材料界面会产生热应力.建立了完全焊点阵列形式的二维模型,采用稳态条件下局部温度加载方式,对塑料球栅阵列封装的热应力进行了数值模拟和ANSYS软件分析.     

数控机床精度可再生关键技术的研究

机床的加工精度是机床制造者和使用者关心的一个主要问题.通过分析数控系统,构造了实现精度可再生模型,并将基于多体系统理论的几何误差补偿技术应用到数控系统中,开发了仿真补偿软件,达到了理想的补偿效果.通过对ZK7640模型机的实验研究,使其加工精度提高了60%,验证了本方法的可行性和有效性.     

加工中心的软件误差补偿技术

文章基于多体系统运动学理论，根据数控机床实现精加工的必要充分条件推导出刀具路线、数控指令和刀具轨迹之间的关系，从逆运动学理论出发，提出了新的误差补偿思路。并针对北人集团的德国S-1500三轴立式龙门加工中心的生产实际，开展了大量的误差补偿实验。结果表明，运用作者提出的理论和方法，可使该机床的加工精度提高60%以上。