基于Vericut的机床能耗建模与仿真

为实现数控加工制造过程的能耗预测与仿真,采用比能耗法建立了基于Vericut Force模块的机床能耗模型,并结合UG CAM模块与Vericut Force模块搭建了CAD-CAM-ECS能耗仿真平台,实现零件在加工过程中能耗的仿真。结果表明,基于Vericut中过程毛坯(IPW)条件的机床能耗模型可有效预测零件在加工过程中的机床能耗状态,CAD-CAM-ECS能耗仿真平台可实现加工过程能耗仿真并准确映射能耗高的设计特征,为零件的设计及工艺的优化提供依据。     

基于UG/Open API实现加工能耗快速评估

为实现在三维设计软件中对产品加工能耗进行快速评估,文章在构建设计特征-加工特征-加工方法基础数据库的基础上,提出航天零件产品粗加工和精加工机床能耗模型,建立从设计特征到加工能耗的映射。并提出在UG CAD模块中通过基于UG/Open API,通过标记特征面、定义特征类型、输入特征精度等级实现零件的加工过程能耗快速评估预测。采用C++语言编写.dll动态数据库,在UG CAD模块中通过调用动态数据库的方式,实现能耗快速评估功能。并以某航天产品为例验证了方案的可行性。     

五轴数控机床加工仿真技术应用

利用Vericut软件进行五轴机床铣削加工过程的仿真并进行实际加工验证。通过建立虚拟机床模型、控制系统配置、刀具库设置构建了虚拟制造系统,对零件进行虚拟加工仿真。通过Vericut的仿真不但能防止程序错误造成的机床碰撞、零件的过切欠切问题,还可以进行NC程序轨迹优化,大大缩短加工时间、提高加工效率。     

人体类艺术品的快速仿制与五轴数控加工的技术研究

人体类艺术品的快速仿制是逆向工程中自由曲面零件的数据采集、数据处理和艺术品模型重构技术的应用。基于Geomagic软件应用中NURBS面片的快速仿制艺术品,有效提高了艺术品曲面重构的效率和品质,基于UG软件应用中的五轴数控编程模块,编制人体类艺术品加工所需的五轴CNC程序,应用Vericut软件构建虚拟机床,仿真实际加工过程,检测出机床碰撞和干涉,为生产型五轴机床加工提供安全保障。     

基于Vericut的典型弧面高速铣削的仿真研究

实际加工前预先实现了对传动箱体零件典型弧面加工过程在计算机上的仿真模拟。首先在UG CAM中得到传动箱体典型弧面加工的刀位源文件,通过UG的后置处理模块生成加工所需的NC代码,然后将其导入Vericut中来控制虚拟机床,并作用于箱体的典型弧面,得到了该传动箱体零件典型弧面高速铣削加工的仿真过程。检验了此加工过程中的碰撞、干涉及NC代码的正确性,并修正了NC代码。从而降低了生产成本,缩短了生产周期,对实际生产过程有重要的指导意义。     

基于工件材料去除率的滚齿机床能耗模型

开展了滚齿机床能耗建模与参数分析的研究。基于滚刀和工件的几何参数与空间运动分析,进行未变形切屑的数值计算,求取了滚齿加工过程中材料去除率的数值,建立了滚齿机床能耗预测模型,并通过正交试验进行了验证,平均预测准确率超过95%。基于实验结果与所提出的数值模型,对比分析了进给速度、滚刀转速与切削深度对表征能量利用效率的比能耗的影响,结果表明,所提出的模型可以准确预测滚齿加工过程中的机床能耗。     

基于VERICUT的数控加工过程仿真技术

在对实际零件数控加工的基础上,这里介绍了以Vericut软件为仿真平台进行数控加工过程仿真的全过程,展现了Vericut在数控加工仿真技术中特有的通用性和优越性。     

基于CBR的机械加工过程能耗预测的研究

估算零件加工过程中的能耗值, 可以为工艺方案评价、调度等活动及能源的精细管理提供支持。在机械加工工艺过程层次上,提出了基于实例推理的能耗预测的过程模型,应用针对能耗预测特点的工艺实例检索过程及利用相似实例能耗结果进行估算的方法,进行了汽轮机转子加工的能耗预测,验证了方法的可行性及有效性。     

基于CBR的机械加工过程能耗预测的研究

估算零件加工过程中的能耗值,可以为工艺方案评价、调度等活动及能源的精细管理提供支持。在机械加工工艺过程层次上,提出了基于实例推理的能耗预测的过程模型,应用针对能耗预测特点的工艺实例检索过程及利用相似实例能耗结果进行估算的方法,进行了汽轮机转子加工的能耗预测,验证了方法的可行性及有效性。     

基于VC＋＋与OpenGL的非球面光学零件加工过程仿真研究

论述了基于OpenGL技术,Visual C＋＋6.0作为开发工具的非球面光学零件的虚拟加工设备的建模、设备仿真的实现方法,运用实体几何法构造机床以及各个加工模块的三维模型,构建非球面光学零件加工设备的虚拟加工环境;基于MFC调用OpenGL虚拟机床的加工过程,形成可视化运动仿真。     

基于SOM-Kmeans的机床能效等级评价方法

机床能效等级评价是提高能源效率的基础。现有机床能效评价方法多运用能量利用率和比能等指标评价特定加工过程能效,未考虑加工能力对机床能效评价的影响,致使无法综合评价机床能效等级。为此,从机床加工能力和能耗特性角度构建机床能效等级评价指标,提出基于自组织映射神经网络-K均值(SOM-Kmeans)的机床能效等级评价方法。首先,分析机床加工能力特性和时段能耗特性,构建机床加工能力指标和多时段能耗特性指标;其次,运用SOM-Kmeans对机床能效信息进行聚类分析,并采用主成分分析法(PCA)对机床能效等级进行综合评价;最后,通过实际案例验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于创成设计思想的可重构机床模块设置方法

建立合理的功能模块群是实现可重构机床方案重构的关键,基于创成设计方法建立了以镗铣加工为主的机床结构形态方案图谱,解决了机床模块划分时机床结构形态方案不足的问题。通过对机床结构形态方案的分析,划分出机床概念结构模块群;依据可重构机床模块功能自治原则,建立了机床概念功能模块群;将机床的概念功能模块、运动功能及被加工零件的工艺方案联系起来,建立了以工艺方案为依据的可重构机床功能模块群设置方法,并以某变速箱壳体件加工为例验证了该方法的可行性。     

Energy saving design of the machining unit of hobbing machine tool with integrated optimization

The machining unit of hobbing machine tool accounts for a large portion of the energy consumption during the operating phase. The optimization design is a practical means of energy saving and can reduce energy consumption essentially. However, this issue has rarely been discussed in depth in previous research. A comprehensive function of energy consumption of the machining unit is built to address this problem. Surrogate models are established by using effective fitting methods. An integrated optimization model for reducing tool displacement and energy consumption is developed on the basis of the energy consumption function and surrogate models, and the parameters of the motor and structure are considered simultaneously. Results show that the energy consumption and tool displacement of the machining unit are reduced, indicating that energy saving is achieved and the machining accuracy is guaranteed. The influence of optimization variables on the objectives is analyzed to inform the design.     

数控机床后置处理与仿真加工优化的研究及应用

针对某数控加工中心的控制系统,文中利用Post-builder软件开发个性化三轴后置处理器,并利用Vericut软件构建虚拟加工中心进行仿真加工和优化,最后,通过实验加以验证,从而提高了加工中心的加工能力和使用安全率.     

数据驱动下基于元动作的数控车削能耗预测方法

针对传统的能耗预测模型预测精度较低、泛化性差的问题,提出一种数据驱动下基于元动作的数控车削能耗预测方法。通过分析数控车床的能耗特性,揭示各时段元动作与能耗的关联关系;提出车削元动作及能耗数据的获取方法,并通过元动作状态对数控车床状态进行判断;使用高斯过程回归构建以元动作状态作为输入的数控车削能耗预测模型,实现数据驱动的数控车削加工能耗动态预测。最后,对比3种拟合算法,验证高斯过程回归算法的优越性,并通过比较理论模型和基于元动作的数据模型,以加工某轴类工件为例,验证该方法的有效性。     

基于键合图的五轴联动数控机床动态特性分析与能耗建模研究

制造业是我国碳排放的主要源头，高能效绿色机床装备是制造业实现“碳达峰、碳中和”目标的关键，机床的动态特性分析与能耗建模是机床绿色设计的重要环节。以五轴联动数控机床的各子轴系统为研究对象，针对其能量交互不明晰、自由度高、结构复杂的特点，基于键合图理论建立动力学特性数学模型和能耗模型。该模型综合考虑了机床各子轴系统动态特性和对能源消耗具有强关联性的关键变量，并利用Matlab-Simulink仿真工具建立了动态仿真模型。仿真分析和实验验证结果表明，所提出的基于键合图理论的动力学特性数学模型和能耗模型是合理且有效的。该模型对于深入分析各子轴系统的动态特性，了解其能量传递过程，指导其高能效优化设计，具有现实的指导意义。     

一种数控切削机床运行能耗状态在线判别方法

机床运行能耗状态由一系列的能耗状态节点和能耗过程构成。针对至今仍存在一些关键状态节点无法判别等问题,提出了一种数控机床运行能耗状态在线判别方法。该方法基于数控机床运行能耗状态和状态节点的系统分析,并综合机床功率信息和数控系统通信信息,提出关键节点状态与过程状态在线判别方法,解决了切削加工开始、完成等关键节点和精加工状态判别等难题,从而实现了数控机床全部运行能耗状态的在线判别。在FANUC数控机床上进行的案例研究验证了该方法的有效性和实用性。     

高速干切滚齿机床能耗分布特性及其预测模型

针对高速干切滚齿机床的能耗优化问题,对变工艺参数下的机床能耗分布特性及其预测模型进行了研究.首先,以机床能耗元件为研究对象,建立了高速干切滚齿机床功率模型;然后,基于机床电路分布原理,通过滚齿实验对所建模型进行了分析验证,揭示了变工艺参数与机床不同部位的功率和能耗之间的关系;最后,构建了高速干切滚齿机床能耗预测模型.     

浅析工作状态下影响数控机床切削能耗的因素分析

随着经济等方面的不断发展,居民生活以及生产力水平得到了极大地提高,就在工业化进程飞速加快当中,能源问题越发严峻,以至于各界人士对节能减排工作形成了高度重视.其中以我国制造行业为核心,面对严重能源消耗的现象,做到节能减排的关注核心,实际制造企业生产过程中,最基础的部分就是机械加工,那么制造行业实施节能减排处理,可以从加工...