活塞数控加工的预期迭代学习控制研究

在高速精密非圆加工中,伺服刀架系统的幅值衰减产生较大的刀具轨迹跟踪误差,从而降低加工精度.针对活塞外圆数控加工数据控制,设计了一种预期迭代学习控制方法.推导该控制算法在频域下的收敛条件,经仿真实验验证,这种控制方法运用于活塞外圆加工中可以取得良好的控制效果.     

异形非圆零件数控加工误差机理的研究

为保证数控加工异形零件时的型线准确性,刀架系统就应具备较高的随动跟踪性能;而国产数控机床加工的异形零件往往达不到精度要求,很大的原因是由于刀架进给系统跟踪滞后.分析了异形零件出现的加工误差的形式,重点通过相关数控凸轮磨床和曲轴磨床的实验,以及相关原理的推导,得到了产生跟踪滞后的原因,即砂轮架加速度和头架的角加速度太大及惯性力较大,其关键是由于非线性因素(伺服滞后、摩擦、变形及惯性等)的影响,针对这些关键问题,重点提出了基于双永磁同步伺服电机自适应神经元控制的解决方案.     

电液伺服马达驱动系统的奇异摄动控制仿真研究

为了提高电液伺服驱动系统控制精度,设计了奇异摄动控制方法,并对液压驱动系统输出结果进行仿真验证。建立电液伺服驱动系统,给出电液伺服阀原理图,并介绍电液伺服阀工作原理。创建电液伺服阀节流孔的非线性数学模型,推导出液压驱动方程式,通过最小二乘法对运动参数进行估计。利用反馈线性化技术和奇异摄动理论解决了非线性和不确定性问题。采用MATLAB软件对电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪结果进行仿真,与传统PID控制结果进行对比。结果显示：采用传统PID控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较大;采用奇异摄动控制系统,电液伺服驱动系统液压马达角位移、角速度和负载压力跟踪误差较小,控制系统反应速度较快,可以提高电液伺服驱动系统控制精度。     

活塞数控加工的迭代学习前馈反馈控制研究

在高速精密非圆加工中,伺服刀架系统的幅值衰减产生较大的刀具轨迹跟踪误差,从而降低加工精度.针对活塞外圆数控加工数据控制,设计了一种迭代学习的前馈反馈控制方法,该控制算法中的前馈采用迭代学习控制,利用以往批次信息实现精确跟踪.反馈部分用于克服当前批次的扰动.推导该控制算法在频域下的收敛条件,经仿真实验验证,这种控制方法运用于活塞外圆加工中可以取得良好的控制效果.     

自抗扰控制在快刀伺服系统控制中的应用

为了提高微结构自由曲面光学元件超精密加工中快刀伺服系统的跟踪精度和抗干扰性,引入自抗扰控制器。通过对快刀伺服刀架进行建模分析,得到惯性环节和二阶振荡环节串联的等效模型。根据低阶自抗扰控制器控制高阶系统的理论,设计出二阶三维扩张状态观测器,可对来自各种干扰源未知扰动的观测结果做出实时估计和补偿。设计出自抗扰控制器,并给出了参数整定的规则。数字仿真实验表明:自抗扰控制器具有良好的控制品质,应用在快刀伺服系统中可以提高控制系统的跟踪性能和抗干扰性。     

基于DSP下的伺服刀架控制系统设计

分析了数控机床伺服刀架的工作原理及伺服刀架的核心技术——伺服电机控制器的系统构成，使用TI公司的电机控制专用芯片TMS320LF2407A设计了一个伺服刀架控制系统。     

基于重复控制的跟踪系统设计及应用

本文提出了一种电液伺服振动台系统跟踪控制的新方法。根据重复控制理论设计重复控制器,使系统的输出跟踪输入的周期性或重复性参考信号,从而达到跟踪控制的目的。重复控制器由重复补偿器和稳定化补偿器组成,文中对控制器的设计进行了详细的讨论,给出了设计实例和仿真结果。研究表明,应用这种方法设计的电液伺服振动系统可以实现对周期或重复性的振动实验信号的跟踪控制。     

一种基于遗传PID控制的力反馈双向伺服系统研究

针对力反馈双向伺服控制系统中存在的非线性和主、从跟随动态特性较差的特点,提出了一种采用遗传PID控制策略的新型控制方法.仿真结果表明:该方法控制简单,实时性好,具有良好的跟踪精度,改善了主、从位置跟随动态特性,使系统具有较强的自适应能力和抗干扰能力.     

具有自适应增益的电液位置伺服系统超螺旋滑模控制

电液位置伺服系统是复杂的非线性控制对象,存在各种建模不确定性,使得设计高性能的控制器以满足系统伺服精度要求更加困难。针对考虑各种建模不确定性的电液位置伺服系统,设计了一种具有自适应增益的超螺旋滑模控制方法。利用已知的系统模型信息,在传统超螺旋滑模控制算法中引入基于模型的前馈控制律,提升系统伺服精度。采用自适应律实时更新控制器增益,无需先获知系统建模不确定性的确切界,避免了传统算法中由人为设定与该界相关的控制增益造成的保守性。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统全局稳定,系统跟踪误差可在有限时间内渐近收敛到零附近任意小的范围内,且收敛的速度和稳态误差的界可通过参数进行调节。仿真结果表明,所提出的控制方法可有效地抑制建模不确定性对系统的不利影响,显著提高其跟踪精度,且所得到的控制输入是连续的,更利于实际应用。     

数控机床交流伺服系统运动控制器的研究

针对发展高精度数控机床的要求，在数控机床交流伺服控制系统中，采用带速度和加速度前馈的数字PID调节器与数字阶式滤波器构成的复合控制器，可以显著提高控制系统的精度，大大降低跟踪误差。实验结果表明，这是一种切实可行的控制方法。     

Ultraprecision micromachining of hard material with tool wear suppression by using diamond tool with special chamfer

This study aims to develop an ultraprecision machining method which enables to suppress tool wear in the machining of hard material by using the tool with special chamfer. As a result, the cutting point swivel machining is proposed, and its effect is experimented in the machining of SiC. Then, the relationship between the speed ratio and tool wear is investigated. By applying the proposed machining method to curved microgrooving and curved surface machining on Tungsten Carbide, it is confirmed that cutting point swivel machining enables to realize ultraprecision machining of complex shape.     

EDM turning using a strip electrode

Turning by electrical discharge machining (EDM turning) is an effective method to machine hard-to-cut materials. Generally, a wire-EDM is utilized in EDM turning because it is not concerned with electrode wear. However, wire-EDM turning has a slow machining speed due to its small machining area, and the wire may break due to overheating electrodes. For these reasons, its machining speed must be limited. In this study, a strip-EDM was created in an effort to overcome the problems in the EDM-turning process. This machining method used a conductive strip as an electrode. The strip was fed continuously, like a wire-EDM; therefore electrode wear was not a concern. One advantage of the strip-EDM was that it increased the material removal rate because of its large machining area and non-breaking electrode. In the experiments, machining characteristics were investigated according to machining conditions, and practical machining was carried out via fabrication of complex shapes on a shaft workpiece.     

油膜附水滴加工液的物理特性与加工性能

21世纪是生产工厂追求生态加工与零排放生产的时代,工业生产须对环境影响最小。就机械加工而言,切削、磨削加工过程中大量循环使用有毒有害传统加工液和大量排放加工废液的现状迫切需要改变。作为对策,多种以最小量润滑和加工废液减量为原则的新加工液形态如干加工及冷风、微量油和微量水等,近年来得到了研究、开发与实施。这些形态的加工液能改善环境、节省能源和降低成本,但冷却性能却不及传统加工液如乳化液。显然,采取结合加工对象和条件的多样化加工液对策十分必要。因此,本文应用冷风、可自然降解油剂和水经喷雾形成油膜附水滴加工液^[1-6]来替代传统加工液。通过进行物理特性试验考察其油膜形成效果,并在加工中心机床和数控平面磨床上进行大量的加工性能试验研究其加工适用性。试验结果表明：油膜附水滴加工液具有良好的润滑效果和一定的冷却效果,适用于切削、磨削加工。     

基于UG电池盒注射模型芯及电极的数控加工

以注射模型芯电极设计与数控加工为例,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求,为型腔模具的电极设计与数控加工提供了设计思路和方法,对其他类零件的数控加工方案具有重要的指导意义。     

基于UG家电产品外壳型腔电极设计与数控加工

为提高型腔模具电极设计与数控加工的效率和质量,提出了一种快捷的、优化的设计方法.以型腔模具高效率、高质量电极设计与数控加工为目标,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码.实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求,为型腔模具的电极设计与数控加工提供了设计思路和方法,对其他类零件的数控加工方案具有重要的指导意义.     

Study of specific discharge energy in WEDM and its application

The relationship between machining parameters and machining characteristics of different materials in WEDM is difficult to obtain because a large number of experiments must be conducted repeatedly. A new concept attempting to solve this problem is presented in this paper. The specific discharge energy (SDE) defining as the real energy required to remove a unit volume of material is proposed. The SDE is constant for a specific material. Experimental results reveal that the relative relationship of SDE between different materials is invariant as long as all materials are machined under the same machining conditions. It is also found that the materials having close value of SDE demonstrate very similar machining characteristics such as machining speed, discharge frequency, groove width and surface finish of the machined surface under the same machining conditions. This result can be applied for the determination of the settings of machining parameters of different materials. Furthermore, by dimensional analysis of SDE, a quantitative relationship between machining characteristics such as the material removal rate and the efficiency of material removal and machining parameters is derived.     

加工中心快速可靠性试验关键技术研究

为了准确评价加工中心的可靠性,以KVC 1400 B型三轴加工中心为研究对象,对其快速可靠性试验关键技术进行研究.首先,基于加工中心故障统计与加工中心故障机理分析确定了加工中心快速可靠性试验总体方案;其次,对加工中心可靠性试验项目及流程与条件及方法进行了明确,并实现了加工中心可靠性试验系统构架搭建与方案设计;最后,在样...     

A study of EDM and ECM/ECM-lapping complex machining technology

EDM (electrodischarge machining) and ECM (electrochemical machining)/ECM-lapping complex machining is investigated in this paper. First, EDM shaping and ECM finishing technology are investigated. These processes are carried out in sequence on the same machine tool with the same electrode (copper) and the same machining liquid (water). Two types of EDM and ECM complex machining are investigated. One is with a formed electrode, and the other is with simple-shape electrode scanning. The complex machining with electrode scanning is applied to produce small and various-shaped components without making a formed electrode. The EDM surface of 1 μm Ra is improved to 0.2 μm Ra by applying ECM. Second, in order to get a smoother surface, a new EDM and ECM-lapping complex machining technology is developed. The surface roughness of a machined hole is improved to 0.07 μm Ra by applying 2 min of ECM lapping. The surface finishing of a hole shape is demonstrated with the complex machining technology.     

基于NX12五轴定位的分流器基座铣削加工工艺设计

为了满足某专业船舶轮机分流器基座的定位精度要求,提出了表面光洁度、垂直度以及尺寸精度等指标。通过对三轴常规加工和五轴定向加工进行变换与分析,运用多工序的加工方法、3+2五轴定向加工方式以及模拟仿真的手段,保证了加工效果。结果表明：五轴定位加工可大大缩短加工时间,提高加工效率,保证各个表面相互位置的精度,该功能已在模具市场得到了广泛应用。     

飞机钛合金接头零件耳片槽加工方法研究

飞机钛合金接头类零件耳片槽加工一直困扰着航空制造企业。针对飞机钛合金接头零件耳片槽加工难点,深入分析导致耳片槽加工质量差的原因,并对钛合金接头零件耳片槽加工进行了多种加工验证,提出一种去应力式耳片槽常规加工方法,并设计一套用于接头零件加工的铣削装置,在实现钛合金耳片槽快速加工的同时,有效保障了接头零件耳片面表面质量,消除了接头零件耳片收口现象。