回转类复杂曲面加工的二维自校正控制

针对回转类复杂曲面加工过程的特点,提出二维自校正控制方法,以实现其缓变和突变特性的综合校正,针对曲型活塞中凸变椭圆裙面的车削加工实验,证明方法可有效提高复杂轮廓加工精度。     

微细电火花线切割加工误差分析

微细电火花线切割加工过程中,加工时施加的张力、火花放电引起的放电力、材料蚀除过程中的爆炸力以及放电通道中的瞬时压力等共同作用使电极丝产生偏移,从而引起加工误差,影响加工精度。为了减小加工误差,从材料力学的角度分析了丝的变形大小以及来源,得出减小误差的方法。此外从几何角度分析拐角切割的形位误差,提出通过精确控制导向器的轨迹来满足加工精度要求的方法,为自适应控制提供了理论依据。     

交流调速系统的模糊自校正PID控制

分析了异步电动机的变频调速原理,在利用矢量控制技术实现转矩和磁通解耦的基础上,增加模糊自校正PID算法实现了对速度的精确控制。通过MATLAB与传统PID速度控制算法进行仿真比较,证明了模糊自校正PID的控制性能要优越于传统PID的控制效果。     

超声电解复合微细加工装置与试验研究

分析微细电解复合超声频振动加工过程机理,提出一种微细加工新方法--超声电解复合微细加工;设计、构造并完善复合微细加工装置;研究微细阴极制作工艺,利用微细组合电加工技术制作各类截面形状的微细阴极;进行超声电解复合微细加工试验,验证微细电解复合超声频振动实现微细加工的可行性及其在加工速度、精度、表面质量等方面的技术优势,探讨超声电解复合微细加工制作微结构的工艺规律。     

超声复合微细电火花加工机理与试验

微结构电火花加工短路、断路或电弧放电作用,降低加工效率及精度。提出将超声频振动与微细电火花加工复合,利用电极与工件之间的超声频相对运动,产生规则的、参数可控的微细脉冲放电;构造、完善超声复合微细电火花试验系统,进行微结构超声复合电火花加工试验,有效避免短路、断路及电弧脉冲,有效提高加工精度与效率。TG662     

超声微细加工中变幅杆的设计与制造

超声微细加工首先需要制造出作为工具使用的变幅杆。变幅杆的设计与制造在整个超声微细加工过程中具有十分重要的作用。本文介绍了变幅杆在超声加工中的作用,常用不同形状变幅杆的功能、特点,并重点介绍了试验使用的阶梯形变幅杆和指数形变幅杆的具体设计及制作过程。     

新开发的实时误差校正系统

误差实时补偿，尤其是热变形的实时补偿，是提高机床精度的有效措施，也是一项较难题。     

超声-放电复合加工模糊自适应伺服控制系统的研究

研究了一套超声-间隙脉冲放电复合加工机床伺服机构的模糊自适应控制系统。重点研究应用模糊自适应控制方法控制步进电机伺服机构，实现快速运行和精确定位两种控制要求。根据位置误差的大小对步进电机采用两种控制规律进行控制，使加工更高效。对此作的计算机仿真表明该控制系统达到使用要求。     

纳秒脉冲电流提高微细电化学加工精度的研究

分析了电极反应的暂态过程,探讨了超短脉冲电流提高电化学加工精度的机理,并根据法拉第定律和巴特勒伏尔摩方程建立了电化学暂态加工的数学模型。在微细电化学加工系统中,采用纳秒级的超短脉冲电流,通过加工试验验证了理论分析,加工出了直径为20μm的微小孔。     

微细电解加工的精度及定域性研究

在分析微细电解加工特点的基础上,探讨了底面间隙和侧面间隙之间的关系,并研究了它们对加工精度和定域性的影响。通过对定域性评价指标的比较,提出了以定域蚀除率评价杂散蚀除的新概念。运用定域蚀除率分析了在利用纳秒脉冲电流进行微小孔的电解加工时,脉冲宽度和工具电极直径对加工定域性的影响。结果表明,减小脉冲宽度和占空比可以增强定域蚀除能力,提高加工精度。     

电泳辅助微细超声加工机床设计与实验

微细超声加工时,加工区域内的磨粒会被高频振动的工具或工件振出加工区,使加工区域出现无磨粒,导致工具与工件直接作用,影响加工质量与加工效率。为解决上述问题,提出了一种电泳辅助微细超声加工新技术。利用超微磨粒的电泳特性,通过在工具电极与辅助电极之间施加电场,溶液中的超微磨粒泳动到加工区域,甚至是附着或半附着在微细工具上,保证了加工区域磨粒的存在,从而提高微细超声加工质量、加工效率。针对新技术,设计了电泳辅助微细超声加工机床并进行了实验,机床硬件部分包括主轴设计、运动系统硬件设计、电泳辅助微细超声加工工作液槽设计及数据采集系统硬件设计;基于LabVIEW软件开发恒力控制加工控制系统,包括初始化模块、运动控制选择模块、粗对刀模块、恒力对刀模块、恒力控制加工模块以及实时显示模块。开展了微细超声加工与电泳辅助微细超声加工对比实验研究,实验结果表明,在保持其他加工参数相同的条件下,电泳辅助微细超声加工的孔边缘质量更好,微细超声加工后的孔底表面粗糙度Sa=3.008μm,而电泳辅助微细超声加工后的孔底表面粗糙度Sa=1.494μm。     

纳秒脉冲微细电化学加工的理论及试验

根据电化学反应原理,探讨纳秒脉冲电化学加工的特点及其实现微细加工的机理.建立纳秒脉冲微细电化学加工的理论模型,并分析电解液浓度、加工间隙、脉冲参数和加工电压等因素对微细电解加工的影响作用.构建微细电化学加工系统,包括微细加工机床、纳秒脉冲电源、电解液循环系统、运动控制部分和加工检测部分.试验研究了超短脉冲的电压幅值和脉冲宽度对侧面加工间隙的影响,结果表明减小脉冲宽度和降低加工电压可以提高微细电解加工的精度.在自制的微细电化学机床上,实现工具电极和工件微结构的连续加工.将加工间隙控制在5 μm以内,加工出中间有20 μm×30 μm×30 μm棱台的微型腔和30 μm槽宽的十字形孔,分析加工起始点对成形精度的影响,并提出解决方法.试验证明纳秒脉冲微细电解加工可以很好地满足微机电系统(Micro electromechanical system,MEMS)微器件的加工要求.     

基于模糊控制的微细电火花加工脉冲电源研究

设计了一套微细电火花加工脉冲电源,该电源采用有效放电火花数检测方法对放电状态进行统计,并利用模糊控制算法对脉冲宽度和脉冲间隔进行调整以改善加工性能。试验结果表明,该脉冲电源在保证加工稳定性的基础上,能够有效地提高加工精度及加工效率。     

同步超声振动调制微细放电-电解加工技术

对超声频振动与微细电加工电源的"开、断"方式进行分析、探讨,研制脉冲电源斩波器,用激光传感器实时测量超声振动,可得斩波脉冲,能对电源进行有序"开、断"控制,实现超声振动与电源"开、断"实时同步;完善同步超声复合微细电加工系统;采用幅值6 V以下脉冲电压、低电导率电解液,进行同步超声振动微细电加工机理及试验研究,通过对超声、超声脉冲电解及同步超声脉冲电解加工结果的对比分析,验证同步超声电解加工方式技术优势;采用复合乙醇工作液、微细半导体混粉,可实现超声调制放电-电解复合微细加工,在保证加工精度、表面质量同时,提高加工过程稳定性与加工效率。     

一种输入输出维数不等的多变量自校正补偿控制

本文给出了一种输入输出维数不相等的多变量自校正控制,并考虑了自校正控制中存 建模误差的问题,得出了模型误差补偿的多变量自校正控制。仿真结果表明了这种算法的有效性。     

参数在线自校正模糊控制的标准压力发生系统

世界上许多概念都是模糊的,但人们却能根据这些概念进行推理,得出明确的结论。初看起来,模糊似乎不是一件好事,事实上却相反,它可用较少的代码传递足够的信息,并能对复杂事物做出高效率的判断和处理。模糊控制是用模糊逻辑实现精确控制的一项技术。模糊控制包括输入级、处理级和输出级3个过程。输入级将输入数据转变为模糊数据,称为模糊化;处理级用模糊数据及模糊逻辑规则推理求解;输出级将模糊数据变成精确数据输出以进行控制,称为逆模糊化。模糊控制的优点是,当过程的数学模型不存在或虽存在但编码十分困难时,可考虑采用模糊控制;采用不太昂贵的传感器和低性能的处理器,就能达到相当好的控制性能;可应用于环境噪声水平高的场合;能巧妙地综合直觉经验,在具有纯滞后、大惯量、参数漂移大的非线性不确定分布参数系统中,实现较满意的控制。缺点是,精度不高,容易产生振荡,适应能力有限。当前,模糊控制作为一种新型控制技术,正处于蓬勃发展时期,已开发和研制的控制器有3类:自调整型模糊控制器、混合型模糊控制器和自学习型模糊控制器。本期选登的4篇论文,一篇属自调整型,三篇为混合型。     

非最小相位加工过程的极点配置自校正控制

针对加工过程模型的时变性与非最小相位的特点，研究了变切削深度铣削加工过程的极点配置自校正控制，提出了适应于非最小相位过程的自适应控制算法，试验结果表明了该算法的有效性。并指出了获得理想控制结果的控制器设计参数，包括观测器参数与期望的极点分布。     

切削深度对微细轴类零件加工精度影响的实验研究

金属切削过程中，不同的切削参数对零件的加工精度影响是不同的。通过车铣和车削两种加工方法的对比，重点研究了切削深度对微细轴类零件加工精度的影响问题。通过对实验结果的分析显示，车铣加工和车削加工微细轴时切削深度的变化对加工精度的影响很小，一般情况下可以忽略。     

微细电火花铣削影响加工精度的主要因素分析

通过微电火花铣削试验研究,优化电参数、小厚度分层加工等方法分析微小孔加工直线度和圆柱度误差。结果表明:空载电压110V,峰值电流为70A,脉冲宽度为4μs,脉冲间隔为90μs,分层厚度0.15mm,放电间隙0.012mm,微小孔铣削精度最高,其加工尺寸精度±0.005mm,表面粗糙度0.427μm。