链式刀库自动换刀装置的运动分析

为了提高链式刀库换刀速度和可靠性,进行了换刀机械手机构设计、换刀过程宏程序的扩展设计及运动规律分析。在建立换刀装置零件模型和装配模型的基础上设定刀具代码形式和自动换刀相关参数,通过变量作为数据进行编程,设计机械手换刀过程的宏程序,并对换刀装置进行运动学仿真以验证运动机构设计的合理性,为实际生产过程中换刀过程的准确、快速、可靠性的提高提供参考和有意义的指导。     

SolidWorks和Creator相结合的虚拟现实建模研究

以换刀机械手为例,采用SolidWorks三维建模软件进行三维零件建模及虚拟装配,可以有效的解决Creator对复杂曲面建模的精确度问题;运用Deep Exploration软件将机械手三维模型转换为3ds格式,解决了Creator软件对SolidWorks建模模型的识别问题;再将模型的3ds格式导入Multigen Creator软件,构造出高逼真度、高优化度的三维模型,实现了虚拟现实运动仿真系统对换刀机械手模型的要求。采用虚拟现实技术对换刀机械手结构和装配工艺进行研究,有效地提高研发效率。     

某数控加工中心换刀机械手动力学仿真与分析

将某型号数控加工中心换刀机械手结构进行简化,分析换刀机械手的工作原理。应用UG软件建立换刀机械手的三维模型,将模型导入ADAMS软件中,并建立驱动、约束、接触和弹簧,得到换刀机械手的虚拟样机模型。通过仿真得到关于换刀机械手的各项参数。建立参数变量,对换刀机械手中弹簧的刚度系数进行参数化建模。应用ADAMS软件中的DS(设计研究),对换刀机械手中弹簧的刚度系数进行优化和分析。     

圆盘式刀库机械手换刀的控制程序设计

针对某改造后的加工中心所应用的圆盘式刀库,设计开发了机械手换刀的控制程序。在所采用的FANUC数控系统的基础上,应用宏程序和PMC程序控制相结合的方式,采用随机换刀算法,完成了机械手换刀过程。最终的调试结果表明,所设计的控制程序换刀效率高,换刀过程动作稳定,极大地提高了原设备的换刀效率。     

自动换刀机械手控制系统分析

加工中心自动换刀机械手其作用就是完成不同工序切削用刀具的调换,为了使其具有通用性和灵活性,采用关节机械手的设计方案。它的核心在于控制系统,既要完成对个关节多变量的控制,又要完成对机械手末端位姿控制。对换刀机械手控制系统进行分析,阐述了机械手控制系统的分类、组成及控制方式等。由于传统的换刀装置是专用的,不同机床厂都是自行设计的,且对刀库有结构要求。而关节机械手换刀目的就是安装调试后可用于不同商家的加工中心,可简化刀库设计。     

自动换刀装置动态特性测试技术研究及实现

为了研究数控机床自动换刀装置的换刀能力和动态特性,针对目前这方面实验测试技术和手段不足的问题,研制出了基于虚拟仪器的动态特性测试系统。根据换刀装置的具体结构和动作特点,提出了在静载和动载条件下测量机械手的夹持能力及在线测量机械手定位误差和刀具碰撞特性的方法,并设计了传感器安装结构。利用Labview可视化特点对各个模块进行界面设计,为了提高测试效率在后台运用Matlab软件进行数据处理计算和特征提取分析。系统除了能够进行采集和分析数据之外,还具备了基于神经网络的换刀装置综合性能评估的功能,以供检测人员参考。现场测试结果为研究机床换刀装置的换刀能力和动态特性提供了必要的实验数据支持。     

一种新型的无机械手自动换刀装置

设计了一种液压式无机械手的自动换刀装置 ,刀库装有 9把刀 ,依靠 9个相同的连杆机构进行换刀 ,用于小型的加工中心 ,具有换刀时间短 ,换刀误差小的优点     

凸轮设计在机械手换刀装置的分析

机械手换刀装置有简单方便、容易操作等特性,但却在设计方面有一定的缺点和不足。文中通过对机械手换刀装置的了解,掌握其基础结构组成及相关特点,结合有关专业知识和理论对其进行联动凸轮设计,为相关领域研究提供参考和借鉴,优化机械手换刀装置的结构和性能,以使其更好更广泛地应用到加工领域中,提高工作效率。     

圆盘刀库自动换刀系统设计

针对圆盘刀库自动换刀系统,阐述其具体换刀过程,设计基于PLC的自动换刀系统控制方案。自动换刀系统以PLC为控制器,主要实现了刀库选刀定位、刀套翻转及机械手换刀的控制。重点介绍了换刀系统硬件设计、换刀动作时序分析、软件设计等。对PLC输入输出进行保护,以提高系统的稳定性。通过设计简单稳定的自动换刀系统,提高换刀速度,实现快速准确换刀以提高加工中心加工效率。经实际应用证明,该自动换刀系统结构简单,操作方便,易于扩展,能够完成PLC程序设计动作,符合加工中心加工要求。     

盘式刀库控制系统设计与开发

刀库及自动换刀装置控制系统的稳定运行对加工中心有重要意义。在分析盘式刀库运动原理及机械手具体换刀过程的基础上,完成了基于PLC和上位机的刀库及自动换刀装置的控制系统的设计与开发。利用PLC实现了对刀库运动、自动选刀、刀套翻转以及机械手换刀的控制;上位机能够实现对自动换刀装置换刀过程进行实时监控以及对刀库运行进行模拟和相关参数设置,通过多套PLC控制程序,控制刀库及自动换刀装置不同的运动过程等操作。将PLC、上位机及其它电气元件集中于控制柜中,保证控制系统和加工中心的稳定运行。经实验证明,该控制系统性能稳定、控制精确、操作简单、监控方便,具有良好的实用价值。     

Three-dimensional tool radius compensation for multi-axis peripheral milling

Few function about 3D tool radius compensation is applied to generating executable motion control commands in the existing computer numerical control (CNC) systems. Once the tool radius is changed, especially in the case of tool size changing with tool wear in machining, a new NC program has to be recreated. A generic 3D tool radius compensation method for multi-axis peripheral milling in CNC systems is presented. The offset path is calculated by offsetting the tool path along the direction of the offset vector with a given distance. The offset vector is perpendicular to both the tangent vector of the tool path and the orientation vector of the tool axis relative to the workpiece. The orientation vector equations of the tool axis relative to the workpiece are obtained through homogeneous coordinate transformation matrix and forward kinematics of generalized kinematics model of multi-axis machine tools. To avoid cutting into the corner formed by the two adjacent tool paths, the coordinates of offset path at the intersection point have been calculated according to the transition type that is determined by the angle between the two tool path tangent vectors at the corner. Through the verification by the solid cutting simulation software VERICUTwith different tool radiuses on a table-tilting type five-axis machine tool, and by the real machining experiment of machining a soup spoon on a five-axis machine tool with the developed CNC system, the effectiveness of the proposed 3D tool radius compensation method is confirmed. The proposed compensation method can be suitable for all kinds of threeto five-axis machine tools as a general form.     

虚拟轴机床运动学仿真的建模与开发

对最新研制的 5 UPS PRPU虚拟轴机床机构进行了分析 ,建立了机床的运动学模型 ,并得到了机构的运动学逆解表达式。详细阐述了基于三维机械CAD软件SolidWorks2 0 0 0平台 ,应用VisualBasic编程语言实现该机床实体运动学仿真的方法。为机床的一次性设计成功 ,提供了可靠保证     

Kinematics and Wear of Tool Blades for Scrap Tire Shredding

Abstract

The wear of tool blades for cost-effective scrap tire shredding is investigated. Rotary disk cutters are widely used for cutting scrap tires into small pieces. The hard, wear-resistant tool blades mounted on the periphery of disk cutters maintain a narrow gap between blades and generate the cutting action. The kinematics of the relative motion of two adjacent disk cutters is derived to model the overlap region on blades during cutting. The model predictions match well with the actual shapes of the worn regions on used tool blades. The wear of tool blades made of AISI D2 and CRU-WEAR (CW) tool steels for scrap tire shredding is evaluated. A coordinate measurement machine was used to measure the tool wear. The wear on the blade surface is not uniform. Regions with high wear rate are explained using the kinematics analysis. The CW blades show a lower wear rate, about half of that of D2 blades, and a potential choice for cost savings.     

加工中心斗笠式刀库换刀装置的设计

斗笠式刀库由刀库横移装置、分度选刀装置以及主轴上的刀具自动装卸机构组成.横移装置保证刀库以正弦曲线的运动规律,从起始位置运动到换刀点换刀;分度装置保证刀库轮毂得到周期性间歇运动,起到刀库的转位分度作用;其分度槽槽数越多,刀库转位越平稳,但槽数增加会导致刀库轮盘尺寸增大,因此,合理的刀库容量尤为重要.     

Kinematics and Wear of Tool Blades for Scrap Tire Shredding

The wear of tool blades for cost-effective scrap tire shredding is investigated. Rotary disk cutters are widely used for cutting scrap tires into small pieces. The hard, wear-resistant tool blades mounted on the periphery of disk cutters maintain a narrow gap between blades and generate the cutting action. The kinematics of the relative motion of two adjacent disk cutters is derived to model the overlap region on blades during cutting. The model predictions match well with the actual shapes of the worn regions on used tool blades. The wear of tool blades made of AISI D2 and CRU-WEAR (CW) tool steels for scrap tire shredding is evaluated. A coordinate measurement machine was used to measure the tool wear. The wear on the blade surface is not uniform. Regions with high wear rate are explained using the kinematics analysis. The CW blades show a lower wear rate, about half of that of D2 blades, and a potential choice for cost savings.     

超精密加工的三维表面形貌预测

描述并建立了仿真超精密加工的三维表面形貌模型。三维表面形貌模型由切削参数,刀具几何形状及刀具与工件的相对运动来表征,通过将预测的表面粗糙度轮廓线性映射到网格 面元上来生成已加工表面的形貌,实际的加工和测量实验表明,仿真的三维表面形貌和由激光干涉形貌仪测量得到的三维形貌具有很好的相似性。该模型可用来确定如刀具切削运动的迹线,表面波度等表面特征。     

斗笠式刀库的容刀量与分度装置的运动分析

加工中心斗笠式刀库分度装置由刀库鼓轮、分度盘、定位法兰、滚子等零部件组成,采用分度电机驱动,定位法兰每回转一圈,分度盘反向转过一个刀位,从而使刀库轮毂得到周期性间歇运动,起到刀库的转位分度作用。其分度槽槽数（容刀量）越多,刀库转位越平稳,另一方面,槽数的增加会导致刀库尺寸的增加。因此,正确合理地选择刀库容量就显得尤为重要。     

基于Java3D的机械臂三维虚拟场景创建及运动学仿真

针对常规方法所构建的机械臂运动仿真可视化虚拟环境并非基于网络特性的问题,研究并采用了Java3D与VRML相结合的方法。通过Loader接口导入VRML造型文件并将其添加到Java3D场景图中进行装配,借助Java语言强大的事件处理模型,结合Java3D中的Interpolator内插器对象和Alpha对象,实现了简单的人机交互操作。最后以实验室的某型号四自由度机械臂为例,成功实现了一个基于Java3D的交互式可视化机械臂运动仿真虚拟环境创建,并采用标准的D-H参数法进行了机械臂正、逆运动学分析与仿真。研究结果表明,该基于Java3D开发的机械臂三维运动仿真系统,不仅效果逼真,而且适于网络的传输,实现了既定的效果;该研究工作在机械臂仿真中具有较大的应用价值。     

多关节研磨机器人系统的研究

介绍了4自由度多关节的自由曲面研磨机器人系统。采用顺运动学和逆运动学原理对该研磨机器人工具端部的运动进行了分析。采用微分元素补偿法,对机器人工具端部的定位精度进行了补偿。并在对工具进行了姿势控制和不进行姿势控制的两种情况下,进行倾斜面磨削加工实验。结果表明,机器人各手臂的对数精度直接影响工具端部的定位主席。通过补偿,其定位精度达到±25μm。对工具进行姿势控制,磨削余量会大幅度减少。     

基于MSC_ADAMS软件的曲柄滑块机构和止转轭机构运动性能的比较与分析

论文利用动力学仿真软件MSC_ADAMS,对曲柄滑块机构和止转轭机构进行了原理建模和运动学分析。分析结果显示,止转轭机构的位移运动是纯正弦运动,速度是余弦,加速度是正弦的。这种特性可以增加运动的平稳性。止转轭机构在往复运动的顶部有长的停留时间,该特性对于特定体积的燃烧循环可以提高发动机的理论效率。同时,止转轭机构具有运动部件少,容易维护等优点。