用一个传感器协调数控牛头刨床的运动

１ 问题的提出 加工较复杂的柱面零件，用数控技术改造牛头刨床是一种经济可行的办法。笔者用于加工一种柱面真实泵转子，数控设计解决的重要技术问题之一是如何协调刨刀的往复运动与工作台和刀具的进给运动。使滑枕的往复运动与工作台和刀具的进给运动都在计算机的协调控制之下完成；另外，对不同刨削长度和安装位置的工件，需操作工人能简单方便地调整传感器的位置，使数控牛头刨床适应不同刨削长度和安装位置的工件。２ 解决问题方案的制定 如图１所示，刨刀向前刨削工件和在前空行程及刨刀向后退刀至离开工件的过程中，工作台和刨刀不允…     

差动斜楔精密微调镗刀排的研究

采用差动螺距作为微调机构,成功地解决了镗刀直径的精确调节问题。采用差动螺距可以获得比一般螺距更高的微调精度。装置中采用斜楔机构主要实现换向,使差动螺杆的空间布置可以平行于镗杆轴线而不垂直于镗杆轴线,使整个装置安全性高、结构紧凑。装置中设置有两个刀杆安装位置,可以实现高效的镗刀排加工方式。刀杆接口采用莫氏锥实现联接,使刀具安装的通用性较大,可以安装镗刀、钻头、铣刀等多种刀具。     

气相色谱分析中的加压进样技术

在气相色谱分析的进样系统中安装微调阀，通过控制微调阀，使进样系统压力与柱系统压力达到平衡，可以有效地消除过大的信号对微量气体组分检测的干扰，并用实例说明了加压进样技术的效果。     

双斜面微调镗刀

一般微动调节镗刀,由于结构复杂,制造困难,加之螺纹及滑座配合、制造误差,因而在实际应用中受到一定限制。为此,设计、制造了一种双斜面微调镗刀。经使用证明,具有结构简单、制造方便、调节灵敏等优点。刀具结构如图1所示。镗刀半径的微量变化,主要依靠调节压在双斜面上的螺钉1和2来控制。当螺钉1拧松、螺钉2拧紧时,则镗刀半径增大;反之,镗刀半径减小,因此,只要相互协调     

X2012A龙门铣床增加工作台手动微调机构

X2012A龙门铣床是一种用途广泛的大型机床,它在我厂生产中发挥着重要作用。但因缺少工作台微动调整机构,在使用中深感不便。工件与铣刀在横向和垂直方向可用手动微调,而工作台的纵向微调只可点动,最低进给速度为20mm/min,难以保证精确定位。在实际操作中,常常因点动过位而撞坏刀具。有时因点动不到位而形成接刀处的台阶,影响加工质量。82年,我们利用大修机会增设了工作台手动微调机构。经改装后的龙门铣床使用效果很好,方便了生产,现     

基于双向平面四杆机构的二维微动工作台的设计与有限元分析

基于双向平面四杆机构设计出了二维微动工作台,该工作台采用了内外双层柔性铰链支撑结构,利用压电陶瓷驱动,具有结构简单、加工方便等优点。为了验证该工作台能达到预期效果,在Pro/E中建模再导入ANSYS中进行静态分析,分析结果与计算结果吻合较好。同时在ANSYS中对微动工作台施加X和Y向不同力时,得到X和Y向位移及工作台的最大应力,通过比较得到位移与力成正比,应力与位移成正比,与公式一致,最后建立了微动工作台的动态模型,解析计算与有限元模态分析求解固有频率基本一致,说明该微动工作台基本满足要求。     

一种多功能调节镗杆设计

针对煤矿机械加工、修理中的高精度内孔加工,普遍存在着刀具调整难、效率低、加工精度难以保证的问题,设计了一种多功能调节镗杆。该装置利用结构简单的差动螺机构,通过斜块实现刀具的粗调和微调,达到调整方便,高精、高效。     

一种蜗轮-蜗杆式微动装置的设计

微动装置是精密机械中使某部件在一定范围内产生缓慢而平稳的微量移动或转动的一种装置。在精密机械中,微动装置一般用于精确、微量地调节某一部件的相对位置。如:用于仪器工作台的微调。微动装置性能的好坏,在一定程度上影响精密机械的精度和操作性能。因此,对微动装置的基本要求是:     

螺纹差动式微调镗刀的设计与制造

微调镗刀是精密孔加工中不可缺少的重要刀具 ,其加工孔的精度能达到IT6级 ,表面粗糙度可达到Ra0 8～ 1 6 μm ,常见的型式有螺纹式微调镗刀、偏心式微调镗刀、滑槽式双刃镗刀以及浮动镗刀等。这些微调镗刀各具特点 ,在实际生产中得到广泛应用 ,其中螺纹差动式微调镗刀构思新颖 ,微调精度高 ,可自动消除螺纹间隙 ,是一种具有发展前途的微调镗刀。本文重点介绍该刀具的设计与制造要点。　　1　螺纹差动式微调镗刀的结构原理微调镗刀由刀头体 1、内螺纹导向套 3、调节套 6等组成 ,安装在镗刀杆 2上 ,其中调节套 6与内螺纹导向套 3的联接螺…     

大行程纳米级定位工作台的结构设计

考虑采用静态三步拼接曝光法的扫描干涉场曝光系统的性能与工作台的定位精度及稳定性相关,设计了一种大行程、高精度二维工作台以提高其定位精度。采用摩擦驱动和压电陶瓷微位移机构组合的方式构成宏、微进给机构,由闭式气体静压导轨带动工作台实现沿X、Y两个方向的光栅分度与扫描运动。优化设计了摩擦驱动机构和气体静压导轨结构,并对工作台整体结构固有频率进行了有限元分析。使用自准直仪检测了导轨在X、Y方向的直线性,结果显示其两方向偏航和俯仰精度均在±0.04μm以内。使用激光干涉仪检测了导轨在X方向的定位精度和定位噪声,结果表明,对X向行程为220mm、Y向行程为300mm的工作台,其X方向的定位精度优于±5nm,定位稳定性可达±25nm。得到的结果满足扫描干涉场曝光系统工作台纳米级定位精度的要求。     

DEVELOPMENT OF A 3-DOF MICRO-POSITIONING WORKPIECE TABLE

In order to achieve active grinding control, a novel numerical control micropositioning workpiece table with a resolution of 6 nm has been developed. The table is driven by three piezoelectric actuators mounted on the base. An elastic structure with three half-notch flexure hinges is designed to apply preload to the piezoelectric actuators. The position of flexure hinges is also elaborately designed with consideration to reduce the bending deformation of the moving part. Three capacitive sensors are used to form close loop control system. Considering the table as a damped 3-DOF mass-spring system, the models of static and dynamic stiffness and error owing to the action of external forces have been established. In order to make the table have high resolution and positioning accuracy, an error compensation algorithm is implemented by using the established models. The experimental testing has been carried out to verify the performance of the workpiece table and the established models of the micropositionin     

压电驱动微位移工作台动态特性分析

压电驱动微位移工作台的动态特性分析对其设计及实际应用都有很大的指导作用.本文在线性化的前提下,通过对这种微位移工作台各个组成部分的相应简化,分析了在频响低于共振频率时微位移工作台的动态特性,得出了其传递函数.另外,本文还对影响工作台设计的两个重要边界条件-初始预紧力和工作台所能达到的最大频响进行了比较详细的推导,给出了其所应满足的量化指标.     

Precision X-Y microstagee with maneuverable kinematic coupling mechanism

Within modern manufacturing, there is a growing need for micropositioning units with very fine resolution and high repeatability. In this paper, a new micropositioning system based on the kinematic coupling is developed, and its unique path control is derived. The results show that such a system can provide the user with the ability to exploit the inherent position repeatability of the kinematic coupling, while maintaining full two-dimensional (2-D) motion control. More importantly, this mechanism is shown to have a mechanical amplification (leverage) that can allow for a significant increase in the effective positioning resolution of the position sensors employed by the actuators driving the kinematic coupling mechanism. This may drastically reduce the cost for achieving ultrahigh positioning resolution demanded by industry without using complicated and extremely expensive actuators and position sensors.     

DEVELOPMENT OF A 3-DOF MICROOSITIONING WORKPIECE TABLE

In order to achieve active grinding control,a novel numerical control micropositioning workpiece table with a resolution of 6 nm has been developed.The table is driven by three piezoelectric actuators mounted on the base.An elastic structure with three half-notch flexure hinges is designed to apply preload to the piezoelectric actuators.The position of flexure hinges is also elaborately designed with consideration to reduce the bending deformation of the moving part.Three capacitive sensors are used to form close loop control system.Considering the table as a damped 3-DOF mass-spring system,the models of static and dynamic stiffness and error owing to the action of external forces have been established.In order to make the table have high resolution and positioning accuracy,an error compensation algorithm is implemented by using the established models.The experimental testing has been carried out to verify the performance of the workpiece table and the established models of the micropositioning workpieee table.     

三自由度微定位工作台的设计与特性分析

设计一种用于平面磨削主动控制的新型数控微定位工作台。该工作台采用三个安装在底座上的压电陶瓷 (PZT)驱动器驱动动平台 ,三个圆形凹槽弹性铰链构成的弹性环节实现对压电陶瓷驱动器的预紧。为了提高定位精度采用三个高精度的电容式位移传感器用来测量动平台的输出 ,从而形成闭环控制系统。采用有限元分析软件ANSYS对微定位工作台的静、动态特性进行了数值分析。     

基于微定位工作台的精密磨削过程动力学建模与误差补偿技术

为了消除传统平面磨床砂轮振动对加工精度的影响,提出了采用自行设计的纳米级微定位工作台进行在线动态补偿的方法。为了对平面磨床的动平台上安装有微定位工作台的新型机床磨削过程的特性进行研究,分析了磨头-砂轮-微定位工作台组成系统的动力学行为。运用模态综合理论和拉格朗日方程建立了磨削过程模态坐标下的动力学模型,并利用状态空间方法得到了磨床在模态坐标下振动响应的数值计算公式。由振型叠加原理,得到具有微定位工作台补偿装置的新型平面磨床在物理坐标下的响应。在此基础上分析了磨床系统的动态特性和补偿前后的加工精度。仿真结果表明,采用微定位工作台进行在线振动补偿,可有效地提高加工工件的表面质量。     

电致驱动微进给平台动态特性分析

在线性化的前提下,对电致驱动微进给平台各个组成部分进行了简化,建立了工作台动力学模型,分析了微位移工作台的动态特性,得出了其传递函数;并通过实验,对所建立的动力学模型及开环控制下平台的实际动态特性进行了验证.理论分析和实验结果的一致性说明理论分析的正确性及可靠性.     

新型精密磨削辅助微进给平台的研制及特性研究

设计了一种用于平面磨削主动控制的新型数控微进给工件平台.该平台由3个压电陶瓷(PZT)驱动器驱动,3个半圆形的弹性铰链构成的弹性环节实现对压电陶瓷驱动器的预紧.通过实验的方法研究了微进给平台的位移输出、静动态刚度等特性.     

二自由度微定位平台的研制

研制了一台压电陶瓷驱动和弹性铰链导向的一体化微定位平台,该微定位平台具有高刚度、高响应速度和高分辨率等优点。为了克服压电陶瓷驱动器伸长量较小的不足,采用杠杆放大机构增加微定位平台的位移输出。考虑驱动电路的影响,建立了微定位平台的机电耦合模型。通过试验研究了微定位平台的静动态特性,试验结果表明微定位平台的分辨率为5 nm,固有频率分别为143 Hz和180 Hz。该微定位平台可应用于纳米级的微定位。     

坐标系旋转的五坐标数控加工后处理算法研究及其实现方法

通过坐标变换和分析计算,讨论工件坐标系围绕其自身坐标轴旋转形成新的加工坐标系进行五坐标数控加工时,工件坐标系围绕其各个坐标轴旋转的角度的算法。结合具体的摆头加转台式五坐标机床,计算了刀轴矢量与新加工坐标系的Z轴方向一致的情况下,在斜置平面上进行五坐标数控加工时机床各旋转轴的坐标值。