并联机床数字化创新设计研究

概述了并联机床创新设计的方法,介绍了并联机床总体方案设计,并联机构构型设计,构型综合,并联机床概念样机设计等过程中创新的主要内容;结合并联装备虚拟产品设计系统,进一步介绍了已实现的并联机床创新设计数字化环境,最后,通过典型的并联机床产品创新设计过程介绍了该数字化创新设计环境的应用。     

集成虚轴机床逆向工程系统设计研究

以基于并联机构的虚轴机床为测量装置主体设计逆向工程系统。针对传统逆向工程系统中原型数字化与CAD模型重建两个过程相分离所带来的数据处理复杂的问题 ,进行集成的虚轴机床逆向工程系统设计 ,为得到一致的产品模型提供新的解决办法     

面向新型并联机床CAM系统的设计与实现

设计了面向新型并联机床的CAM系统，研究并建立了一个分层式集成化的零件几何造型设计、刀具加工轨迹计算、切削行距的计算、加工仿真等功能为一体的系统，实现了软硬件的集成和加工信息的共享。理论分析计算和仿真实验结果证明该系统及其集成方法是可行的、有效的。     

并联机床虚拟产品设计系统及基本框架研究

在分析并联机床发展现状与设计环境所面临问题的基础上,结合虚拟制造技术,提出并联机床虚拟产品设计系统,分析了其工程应用价值,并初步构建了系统的框架结构,该系统框架包括机构概念设计与运动学设计、整机组合设计与动力学设计、作业过程仿真与作业性能分析三个平台,将为并联机术的设计者、研究者和用户提供良好的数字化集成环境。     

基于过程特征的CAPP系统构成

CAPP与CAD的集成是实现CIMS的关键技术之一。基于过程特征的CAPP系统，采用过程特征和面向对象技术建立零件信息模型，通过过程特征建立特征、工艺、刀具、机床的联系，实现加工方法推理及机床、刀具的选择。     

并联机床虚拟产品设计系统的开发

介绍了并联机床虚拟产品设计系统 (PMT VPDS)的基本框架及其子系统功能。开发了原型系统 ,构建了项目管理体系、型谱库、组件库和零件库 ,实现了并联机构概念设计与运动学设计子系统的基本功能。PMT VPDS系统将为并联机床的设计开发提供一个集成的虚拟设计环境 ,缩短并联机床的开发周期     

面向制造的柴油机零件数字化设计方法研究

在提出数字化柴油机设计理念的基础上,系统阐述了柴油机某零件的设计过程数字化和生产管理数字化。其设计过程数字化包括:零件概念设计数字化、零件铸造数字化、零件机械加工数字化、设计生成文件数字化管理。其生产管理数字化包括:铸造所需物料管理数字化、生产所需机床和刀具管理数字化、零件生产数量管理数字化、零件生产进度管理数字化等。     

工艺规划和生产计划与控制集成过程中的资源决策

为了得到合理的工艺计划和车间生产计划调度结果，分析了计算机辅助工艺规划和生产计划与控制系统基于非线性工艺规划的并行集成原理，研究了二者集成过程中出现的资源选择问题。在资源决策过程中，首先确定加工某类零件需要的机床加工能力，然后根据车间计划系统反馈的加工资源实际情况确定车间中满足加工能力的机床，最后根据机床实时状态，计算车间每一个可用机床的优先指标。应用BP神经网络以及相关算法实现了二者集成过程中的资源决策。结果表明：利用BP神经网络以及相关算法可以有效地进行CAPP／PPC并行集成过程中的资源决策。     

并联机床加工中心数控系统的研究

分析了并联机床加工中心数控系统的设计。此数控系统以Kollmorgen运动控制卡为运动控制核心，包括多个软件控制模块，实现复杂曲面零件的定位和加工。此外，该系统设计了刀库和工艺管理功能，保证了机床加工过程的自动化。     

数控机床测量反馈系统自动切换功能的开发

菲迪亚C系列数控系统机床具有全闭环、半闭环两套测量反馈系统,在其制造及使用周期中,两种测量反馈系统经常需要进行手动切换,其过程繁琐,极易出错,需要具有丰富经验的调试、维护人员进行操作.通过对菲迪亚C系列数控系统界面开发技术及测量系统切换机制的研究,在系统界面上集成可视化的操作软键,结合AUCOL编程语言,开发出测量反馈系统的自动切换功能.通过在GMC820u五轴机床的实际应用,该功能有效地保证了机床的稳定运行,并极大缩短了切换操作时间,提高了工作效率.     

并联机床安全保障系统设计

针对并联机床的结构特点,设计了基于两级微机控制的机床安全保障系统,并自行研制了球铰行程开关。该系统已成功地应用在并联机床产品上。     

基于STEP-NC的零件可加工性评价指标体系研究

为了实现基于STEP-NC的零件加工程序可加工性评价,提出了一种面向STEP-NC的数控加工零件可加工性评价指标体系。在建立机床资源信息模型的基础上,分别以零件装夹性、机床性能、刀具资源、辅助功能等四个方面对零件在特定机床上的可加工性进行评价。使用Visual C#平台开发了零件可加工性评价系统,实现了STEP-NC信息提取及可加工性评价算法。     

An empirical study to evaluate machine tool production readiness and performance

Purchasing the correct machine tool can have strategic implications for manufacturers, because incorrect selection will eventually lead to quality and productivity losses. Prior research has concentrated on developing an analytical decision support system to select and compare machine tools based on machine functionality—not capability. Machine tool selection decision analyses concentrate on machine specifications and characteristics, which disregard the actual machine accuracy and dynamic performance. In this paper, the need to include machine accuracy and performance in terms of cycle time, tool wear, and surface finish is described with a case study of manufacturing a typical aerospace component using three different production methodologies on three computer numeric controller milling machines. Even though the three selected machine tools have similar technical specifications, which are adequate to manufacture the sample aerospace part, the machine accuracy and dynamic machining performance of the machines is significantly different. We conclude that it is necessary to include machine tool performance and production readiness attributes and not solely rely on the specifications when considering machine tool selection and purchasing.     

基于虚拟样机技术的数控机床现代设计方法

讨论了基于虚拟样机技术的数控机床设计流程，分析了以三维实体建模软件PRO／E、机械动力学仿真软件ADAMS、大型有限元分析软件ANSYS和控制仿真软件MATLAB／SIMULIINK为核心的数控机床虚拟样机实现的集成软件平台，以数控钻铣床为例，将虚拟样机技术应用于机床的设计开发，对开创数控机床工程设计新方法具有重要的意义。     

Kinematic calibration of gantry hybrid machine tool based on estimation error and local measurement information

This paper presents the kinematic calibration of a four degrees-of-freedom (DOF) hybrid machine tool based on a novel planar 3-DOFs parallel mechanism and a long movement of the worktable. Closed-form solutions are developed for both the inverse and direct kinematics about the parallel mechanism. The error model is built and the mechanism accuracy is investigated. Two types of kinematic calibration method are proposed by a simple measurement device. The first type of calibration method is based on estimation error, and can easy improve the machine tool accuracy quickly by estimating the error trends. The second type of kinematic calibration method is based on local measurement information, which includes the position errors and does not include the pose errors of the machine tool. The calibration tests showed the effectiveness of the calibration methods, which can be useful for the similar types of parallel machine tool.     

CH—2010／MONC开放式多用途数控系统

本刊1995年第二期上曾登出同一作者所写的《在PC上实现的多轴多通道数控软件系统》一文,本文包括了作者开发工作的最新进展,读者阅读时可将两文相互参考。     

Y9550锥齿轮滚动检验机数控改造研究

基于运动控制器+PC型开放式数控系统的结构,对Y9550机械式滚动检验机进行了经济型数控改造,介绍了硬件平台元件的选择和组建步骤,阐述了使用VC++数控软件编程的具体思路,该系统对锥齿轮生产企业同类机床的数控改造具有一定的参考价值.     

三自由度并联机床控制系统设计与实现

针对三自由度并联机床运动控制的特点,基于VC++开发了一个应用于该机床的控制系统.该系统采用了多轴运动控制卡为主体,基于"工控机+多轴控制卡"方式开发了硬件平台.测试结果表明,系统设计合理,能准确实现并联机床控制系统的基本功能.     

Kinematic and Singularity Analyses of a Six DOF 6-3-3 Parallel Link Machine Tool

A parallel link manipulator is considered to be an important construction feature of machine tools in the future. To construct a parallel link machine tool which can be practically applied for machining, the analysis of singularity is essential. A six degrees-of-freedom 6-3-3 parallel link machine tool was considered to investigate the effects of the design parameters on the singularity of the system. The U matrix method, which is based on the Pluücker coordinate system, is adopted to investigate the singularity of the machine tool. The results show that a little variation of the orientation of the tool frame can effectively avoid the singular condition during the machining processes. This result is important for the applications of parallel link machine tools in real machining processes.