PID压力闭环控制在薄壁件厚度在线测量中的应用

为了满足航空航天薄壁零件的高精度要求,提出了一种在线测量厚度的方法。压力闭环控制系统是厚度在线测量中重要的子系统,其作用是保证薄壁件与测厚装置之间的压力恒定,使测出的薄壁件厚度稳定且不划伤工件。现设计了一种压力闭环控制系统,并对系统的元器件进行了选型,然后通过MATLAB仿真得出了压力闭环控制系统的P、I、D参数。通过西门子PLC的FB41模块实现PID闭环控制,使压力值维持在600 N左右,薄壁件厚度在5.56～5.58 mm之间。通过恒定压力在线测量薄壁部件的厚度,精度非常高。     

飞机蒙皮镜像加工变形迭代预测方法

飞机蒙皮尺寸大、壁厚小,易发生加工变形,并且切削力与加工变形之间存在着复杂的耦合关系,普通的无迭代加工变形预测方法难以实现较好的预测效果。针对飞机蒙皮镜像加工变形现象,在建立镜像铣定制刀具切削力模型的基础上,提出一种加工变形迭代预测方法,该方法较好地解决了切削力与加工变形之间的复杂耦合关系问题,并通过仿真和试验证明了该方法的有效性。相对普通无迭代预测方法,该方法预测加工变形量的变化趋势和变化幅值更符合实际蒙皮镜像加工,加工变形仿真预测值与实际加工变形的差值更稳定,预测误差更小,可以更准确有效地预测出蒙皮镜像加工变形量。     

基于二阶矩误差模型的五轴机床精度分配优化设计

在机床精度优化设计过程中,传统精度分配中往往将误差视为常量,而忽略误差的分布情况. 针对此问题,在分析传统精度分配方法基础上,提出一种基于二阶矩误差模型的五轴数控机床精度优化设计方法. 定义二阶矩阵运算规则,用二阶矩阵表达机床精度指标,建立带分布的五轴数控机床误差模型,应用遗传算法对精度指标进行多目标优化求解,得到Pareto最优解集. 以C100P五轴数控机床为例,验证本优化设计方法的可行性. 与传统精度分配方法相比,在保证机床精度要求前提下,新方法能够降低机床装配成本.     

卧式五轴加工中心整机静态刚度有限元分析及测量方法

为解决航空航天领域复杂零件加工难度大、精度难保证、效率低的问题，卧式五轴加工中心越来越广泛地被应用于航空航天零件的生产加工中。现以某型卧式五轴加工中心为例，重点介绍了其整机静态刚度的有限元分析方法和实际测量方法。利用ANSYS建立机床整机的有限元模型，分析得出了机床在最危险工况下的变形情况。基于相同的工况条件，在实物机床上搭建了静态刚度测试平台，完成机床静态刚度的测量。将有限元分析结果和实际测量进行了对比，两者接近，验证了整机有限元分析方法的有效性，为卧式五轴加工中心的优化设计提供了参考。     

大型铝合金薄壁件加工过程模态试验及有限元仿真

通过锤击激振法模态试验和有限元仿真对大型铝合金薄壁件铣削时的动态特性进行了研究。结果表明,第1阶固有频率为372. 6Hz,因此当刀具齿数一定,在选择机床主轴转速时,应避开大型铝合金薄壁件的1阶固有频率以避免铣削过程中发生共振。有限元仿真分析表明,第1阶模态表现为弯曲变形,第2阶模态表现为扭转变形,第3阶模态表现为二阶弯曲变形,第4阶模态表现为二阶扭转变形,第5阶模态表现为弯曲与扭转叠加变形,最大变形量出现在第4阶。有限元分析还发现,有辅助支撑装夹下铝合金薄壁件的固有频率比无辅助支撑装夹下的固有频率增大了10%,而最大变形量则降低了10%,且无论是否加辅助支撑,铝合金薄壁件的振动形态和趋势以及最大变形量发生的位置不变。     

基于旋转轴运动插补的五轴联动加工非线性误差控制研究

五轴联动加工过程中会出现一类非线性误差——偏摆误差。首先,针对此类误差的产生进行了原理性说明,并建立了误差与两个旋转轴运动角度之间的运算关系;进而,对加工刀路中的误差超差位置进行判断,并通过限制旋转轴的运动角度来控制误差;最后,通过仿真和加工试验证明了该算法能够有效控制加工中的此类误差,更好的保证工件加工精度。     

适用于厚度在线测量的水压闭环控制系统

为了达到航空薄壁件的高精度要求,提出了厚度在线测量的方法.水压闭环控制系统是厚度在线测量中重要的子系统,设计了水压闭环控制系统,对水压闭环控制系统的元器件进行了选型,通过西门子STEP7对ET200S进行了配置.在搭建好硬件平台的基础上,通过自适应算法实现水压恒定.水压值恒定在600 kPa附近,薄壁件的厚度在5.56 ～5.58 mm之间.通过水压的恒定实现了对薄壁件的厚度在线测量,精度极高,同时给出了工程应用,结果合理.