PMAC2下高速电主轴直接转矩控制系统设计

目的为解决高性能直接转矩控制法对电主轴进行控制和驱动。提高高速电主轴的动态响应速度问题．方法采用PMAC2型卡（可编程多轴运动控制卡Ⅱ型），结合高速电主轴的结构特点，建立了本系统电主轴在两相静止坐标系下的动态数学模型．结果通过动态数学模型设计了一套高速电主轴直接转矩控制系统。实现了高速电主轴的宽调速范围，快速准停，准位，准速，并给出了直接转矩控制系统的基本结构框图，系统控制原理图，软件程序流程图．结论研究表明，直接转矩控制系统的控制结构及控制过程简单，易于实现，便于全数字化，进一步精简了高速电主轴的控制结构，适应高速数控机床的要求，因此实现全数字化的直接转矩控制的交流电机调速系统具有潜在的经济价值和实际意义．     

加减速曲线对伺服进给系统定位精度影响的试验研究

通过试验分析了数控机床伺服进给系统在高速加工过程中,加减速曲线形变对系统定位精度造成的影响.为提高伺服系统的跟随性能,改善刚度、反向间隙等因素对加工精度的影响,更好地实现高速、高精度加工提供了重要依据.     

NURBS曲线的数控高速插补算法

为实现数控机床高速度高精度加工,在分析三次NURBS曲线原理的基础上,提出NURBS曲线插补算法原理.通过时间分割法建立NURBS曲线插补算法公式,给出了具体推导过程,分析了进给速度和加速度对插补的影响,并介绍了高速高效和恒速处理的方法,在此基础上开发了NURBS曲线插补软件,对实例进行了验证.该方法简化了通常曲线插补过程中的繁琐计算,提高了NURBS曲线的插补速度,也保证了插补的精度和表面质量,它在曲线的高速高精度加工中具有非常重要的实际意义.     

永磁直线同步伺服电机的端部效应分析

现代高档数控机床对伺服进给系统提出了＂高速、高精度＂的双重要求,采用永磁直线电机直接驱动是实现机床高速、高精度进给的必要途径之一。然而,由直线电机端部效应引起的扰动,也成为影响着机床主轴系统性能的主要因素。本文系统地分析了永磁直线同步伺服电机的静态纵向端部效应、静态横向端部效应、动态纵向端部效应和动态横向端部效应的起因、机理及对电机性能的影响。     

全数字导航接收机中的频率合成器

为在直扩接收机中实现高精度的频率合成器，提出了一种改进的坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法，通过预迭代的方式将传统的CORDIC算法的工作范围扩展到了全角度范围，并且加入的预迭代可以统一到流水线结构中.该算法避免了采用传统查表方法耗费大量ROM资源，从而不利于芯片实现小型化和低功耗化的缺点，通过加法和移位操作计算基本的超越函数，可以采用迭代算法实现高精度的频率合成，在保证高速、高精度频率输出的同时节省了硬件资源.硬件平台仿真结果表明，该算法占用很小的硬件资源，能够产生高速、高精度的频率输出，可以应用于直扩接收机中.     

直线电机的推力波动及其抑制方法

在高精度微进给数控机床伺服系统中，需要对永磁直线同步电动机(PMLSM)的推力波动进行补偿和控制．目前虽然出现了多种抑制推力波动的方法，但均存在一定的困难．对永磁直线同步电动机的推力波动情况进行了概述．并就抑制永磁直线同步电动机推力波动的措施，从优化永磁直线电动机的设计和采用适当的控制策略两方面进行了总结和阐述．     

基于MN3004的重复控制技术研究

针对数字方法实现重复控制存在的成本高，信噪比低等问题，对使用MN3004实现重复控制器中的时延环节进行了实验验证，并对其消除周期性扰动的性能进行了仿真分析．实验证明MN3004可实现高精度的时间延迟，仿真结果表明用这种方法实现的重复控制可以很好地消除周期性干扰，实现对周期性信号的高精度跟踪．     

基于数控机床直齿锥齿轮加工的CAM研究

对利用数控机床加工直齿锥齿轮所采用的展成方法进行了研究和探讨,利用VC 编制刀位轨迹并参数化,UG读入刀轨实现仿真并且采用特殊手段进行后置处理,最后生成相应数控机床下加工直齿锥齿轮的数控代码。     

数控机床可靠性信息系统信息建模

可靠性信息建模是开发数控机床可靠性信息系统的关键．提出了一种数控机床可靠性信息建模的新方法——功能元法，定义了功能元法的基本概念和基本理论，得出了基于功能元法的数控机床功能信息抽象方法和故障模式及原因等可靠性信息抽象方法，应用于某国产数控车床故障模式与影响分析（FMEA）的信息建模．结果表明：该方法适用于对不同种类数控机床进行不同深度可靠性分析的信息建模．以此方法开发的数控机床信息系统已应用于国产数控车床、数控冲床、数控轴承磨床、线切割机床等的可靠性增长，数控机床的平均无故障时间显著提高。     

一种基于小波多频分析的圆柱度在线检测方法

实现大型高精度圆柱型工件形位误差在线检测是亟待解决的课题．对此，采用三角法测距原理．使用高精度激光CCD位移传感器进行了数据采集．针对激光CCD灵敏度高，干扰噪声容易混入测量数据中的问题，提出了一种基于小波分析的误差分离方法，即运用谐波分析的思想方法和小波理论中多频率分析算法进行误差分离，误差分离后的数据用最小二乘法处理求出圆柱度．通过对大型高精度油膜轴承的实际检测，证明该方法能实现工件的在线实时监测，且所测结果优于传统测量方法．     

高速切削加工技术发展与关键技术

高速切削加工是先进制造技术的重要组成部分,近净形毛坯通过高速机床一次装夹加工是制造业的发展趋势.高速机床不仅要有高的主轴转速和进给速度,而且还需要有高的运动加速度.介绍了高速切削加工的概念和优越性;研究了国外高速机床的技术发展与应用,以及我国高速机床的发展现状和趋势;分析了高速切削机床、高速切削刀具、CNC控制系统等实现高速切削必需的关键技术的发展现状,并探讨了高速切削技术应用领域和高速机床发展趋势.     

高速 CNC 机床集成监控系统的开发

针对高速数控机床复杂工况中的实际需求和应用,设计并开发高速 CNC 机床复杂性作业下集成监控系统。介绍了高速数控车削加工复杂工况集成监控系统的软硬件研发过程,主要研发工作包括多传感器实时监控模块、机器视觉模块,并将该系统无缝嵌入840D／828D 数控系统,使其一体化运行,保证高速车削加工过程的生产安全、加工质量和加工效率。     

基于数控加工中心GSK983Ma-H系统的机床维护及故障诊断探究

数控加工技术广泛应用在制造业和智能制造生产中,使我国对数控加工中心机床的要求越来越高。数控加工中心机床是一项高科技的产物,当控制系统出现了故障就会严重影响加工效率。本文主要是针对GSK983Ma-H系统的数控加工中心机床的日常维护及生产中出现的系统故障进行了探究,为相应的机床操作人员提供借鉴与参考。     

航空发动机典型零件加工技术与刀具应用分析

随着国家科技的进步,航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一.航空发动机是飞行器的核心部件,因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用.由于航空零件多为难加工材料,不但对加工技术有高的要求,对加工用的刀具要求更高.本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析;对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨,并结合刀具磨损对加工精确度的影响,对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析,同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计,为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础.     

AutoCAD图形直接用于CNC机床的加工程序编制

介绍怎样从Auto CAD图形直接获取零件图信息,再加必要的加工参数,产生CNC机床零件加工程序的方法,并阐述了有关数据结构和微机与CNC机床通讯的有关内容。     

高精度切割新技术的研究现状

电火花切割、等离子切割、激光切割和超高压水切割是工业上广泛应用的高精度切割方法：电火花切割具有很高的材料利用率和接近于磨削水平的加工精度和加工表面粗糙度,但加工效率过低;等离子切割速度快,但切割过程中噪声大、烟尘多、辐射大,而且作为等离子切割机关键部件的喷嘴、电极和割炬在目前技术条件下都是易损件,无形中增加了切割成本;激光切割切割速度快、切缝小、切割材料表面质量好,但是切割材料厚度偏低,目前仅用于薄板切割;超高压水切割是一种冷态切割方式,切割材料无热变形,表面质量极佳,但切割成本过高。结合实践经验,提出了三条选用切割工艺的原则：特殊的场合选用特定的切割方法;利用热切割方法满足加工工艺要求时,则无需采用超高压水切割;在等离子切割和激光切割都能满足加工要求的情况下,最好选用等离子切割.     

基于总线架构的多层次监控开放数控系统

提出了一种基于Profibus-DP总线与PXI总线的开放式数控系统的设计方案。对总线的时间特性进行了分析,其满足数控系统加工控制高速度、高精度的要求。控制器采用IPC架构,通过对功能单元的不同配置实现数控系统的快速重构。同时,基于网络技术,采用三层集成监控的模式,将状态监测、故障诊断、加工优化等技术融合到数控系统中。最后,利用已开发出的原型机验证了方案的可行性。     

电火花线切割机刚度探讨

为了保持国产火电花线切割机床效率高的优点,并使企业在投资少的情况下就能较明显地提高加工精度,作者首先通过机床结构分析和激振实验,找出了影响该类床加工精度低的主要原因－结构不合理,动刚度低,在此基础上,提出几种可行的改进措施,文中通过T8钢的加工试验,证明了改进措施的有效性。     

SIMODRIVE 611馈电模块的功能分析及故障诊断

在数控机床中,驱动系统是实现机械部件与电气部分良好匹配的关键,也是保证数控机床稳定性、加工精度以及动态响应性能的关键。针对实际应用中的要求,分析了SIMODRIVE611系列驱动馈电模块的基本功能,通过功能框图的形式,描述控馈电模块的运行机制与电源转换。同时,分析了馈电模块的故障诊断机制以及各类故障的解决方案。     

Adaptive estimation and nonlinear variable gain compensation of the contouring error for precise parametric curve following

Contour following is one of the most important issues faced by many computer-numerical-control (CNC) machine tools to achieve high machining precision. This paper presents a new real-time error compensation method aiming at reducing the contouring error caused by facts such as servo lag and dynamics mismatch in parametric curved contour-following tasks. Due to the lack of high-precision contouring-error estimation method for free-form parametric curved toolpath, the error can hardly be compensated effectively. Therefore, an adaptive accurate contouring-error estimation algorithm is proposed first, where a tangential-error backstepping method based on Taylor’s expansion is developed to rapidly find the closest point on the parametric curve to the actual motion position. On this foundation, the contouring error is compensated using a proposed nonlinear variable-gain compensation method, where the compensation gain is obtained according to not only the contouring-error magnitude but also its direction variation. The stability of the system after compensation is analyzed afterwards according to the Jury stability criterion. By design of the compensator in accordance with the presented contouring-error compensation method as well as the stability analyzation result, the balance between the response speed and the contour control stability can be effectively made. Experimental tests demonstrate the feasibility of the presented methods in both contouring-error estimation and contour-accuracy improvement. Contributions of this research are significant for enhancing the contour-following performance of the CNC machine tools.