嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具的结构设计

设计了一种嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具模型。对刀柄通过铣槽、钻孔等方式加以改进优化,利用磁控溅射、光刻技术、扩散焊接等方法在45钢弹性薄片基底表面制备Ni80Cr20合金薄膜电阻栅,形成测力应变传感器并安装在刀柄表面。使用ABAQUS软件对模型进行力学仿真分析,结果表明:传感器电阻栅布置在弹性基底中心位置能有效地提高其灵敏度;改进刀具测力系统的输出电压,为初始刀柄输出电压的2.42倍,可以增加传感器输出值;相同条件下,传感器输出电压随弹性基底厚度的减小而增大。     

日本“新兴”公司生产的两种测力传感器

1.ELC型半导体测力传感器 ELC半导体测力传感器是“新兴”生产的一种半导体应变片高精度测力传感器。它的再现性及温度特性都很好,其灵敏度为lV供应电压的最大输出为50mV,因此其分辨率极高。与一般mV计连用时也能充分发挥效能。 ELC半导体测力传感器的技术数据如下: 测定范围:0～2吨电输出:满刻度10～50mV/V(供应电压3V以下输出为10～150mV)     

嵌入合金薄膜传感器的刀具结构优化与测力灵敏度分析

提出一种嵌入刀具的合金薄膜传应变感器切削力测量系统的模型,以提高系统的测量灵敏度为目的 ,将弹性元件刀柄作为研究对象,结合薄膜传感器受力变形与刀具强度理论,通过在刀柄合适位置加工凹槽、多层台阶槽与钻孔方式设计了多种刀柄结构.构建了含有矩形、三角形以及半椭圆形凹槽的刀柄截面的惯性矩、强度与刀具测力灵敏度之间的关系,并运用MATLAB软件得到了在刀具强度安全域内,使测力系统灵敏度达到最大的刀柄截面形状的相关参数.对比分析六种含有矩形、半圆形复合凹槽的刀柄结构的横截面积、惯性矩、以及相应测力系统的灵敏度等,结果表明:与优化前的刀柄相比较,化后的刀柄结构可以使得测力系统的测力灵敏度提高倍数在(0.46～4.07)范围,而刀柄截面面积降至(0.09～0.84)范围;其中含有台阶层凹槽结构的刀柄优化结果较好,测力灵敏度提高了1.5倍,刀柄截面面积降至0.64倍.     

用于机械手稳定抓取的磁致伸缩触觉传感器设计与研究

针对智能机械手抓取物体时的滑动问题,为了给机械手提供滑动信号,利用铁镓合金(Galfenol)的逆磁致伸缩效应设计了一种高灵敏度的磁致伸缩触觉传感器。根据逆磁致伸缩效应、欧拉-伯努利梁结构力学原理和胡克定理,建立了触觉传感器的摩擦力测试模型,利用该传感器进行了滑动检测,对采集的滑动信号作了离散小波变换,分析了不同抓取力下滑动信号的DWT细节系数,通过设置阈值为0.05来控制机械手抓取物体。实验结果表明:在偏置磁场为4.2 kA/m,施加的摩擦力为4 N时,传感器输出电压峰值为256 mV,灵敏度达到64 mV/N,将传感器安装在机械手上,可以为机械手提供稳定抓取的控制信号。     

一种45°直头外圆车刀薄膜测力传感器的设计与研究

设计了一种45°直头外圆车刀薄膜测力传感器,该传感器是由45钢基片、Al2O3薄膜及镍铬薄膜(Ni80%Cr20)电阻栅溅射沉积形成,然后通过低温低压扩散焊接技术焊接在车刀刀杆的设定位置,镍铬薄膜电阻栅与导线连接组成惠斯通电桥可获得较好的输出电压。对电桥输出电压与梁的受力变形关系及传感器受到各向分力关系进行了分析。分析结果表明:只需在45°直头外圆车刀刀杆的4个侧面安装传感器即可实现三向力的测量,该方法大大减小了传感器的尺寸,简单可行,并且精确度高,减少研究成本、缩短开发周期。     

磁致伸缩触觉传感单元及其输出特性

为了满足机器人精确感知和抓取物体的需要,首先设计了以铁镓丝为敏感元件的新型触觉传感单元,搭建了传感单元输出特性测试平台,测试了其输出电压与施加静态和动态压力的关系。以触觉传感单元为核心设计了传感器阵列结构,并将传感阵列安装在机械手上,进行了抓取实验。实验结果表明,施加静态压力时,在1.908kA/m的偏置磁场下,长度为16mm、直径为0.8mm的铁镓丝组成的触觉传感单元在2N压力下的输出电压可达96mV,灵敏度为48mV/N。在1～4Hz、0～2N的动态压力作用下,传感单元输出曲线平滑,灵敏度高。传感器阵列安装在机械手上,能感知多路压力信息,精确显示机械手指的受力分布情况,可广泛应用在机械手准确抓取与智能控制领域中。     

铣削加工测力刀柄参数优化设计研究

为适应高精密加工对切削力的监测需求,文中面向铣削加工设计了一种无线测力刀柄,使用压电薄膜和弹性检测梁采集力信号。为提高检测信号的灵敏度,基于COMSOL Multiphysics软件使用Nelder-Mead算法对刀柄的结构参数进行优化设计,并通过有限元仿真对优化结构进行刀柄结构刚度校核和动态特性分析,最后进行铣削对比实验,验证设计方案的可行性。结果表明,文中设计和优化的测力刀柄具有良好的灵敏度,刀柄的动静态特性满足使用需求,是一种有效的切削力监测方案。     

大型旋转机组在线监控装置测力弹性元件的有限元分析

简单介绍大型旋转机组轴向力在线监控装置 ,然后详细介绍轴向力测力弹性元件的有限元分析 ,为了提高所研究制的测力传感器的性能 ,采用有限元方法计算了弹性元件在轴向力F =3× 10 4 N时的应变、应力、灵敏度及轴位移等的分布情况 ,分析结果表明 :所设计的测力传感器完全符合厂方的要求及仪表性能指标。     

新型压电式测力仪多功能静态标定平台的研制

为了解决压电测力仪的静态标定,文中介绍了自行研制的高精度、高刚性静态标定平台原理与结构。该标定台垂直力、水平力均采用螺旋加载方式,力值大小由三级标准测力环直接读取;而扭矩的加载采用"力×力臂"法,通过平移两个水平加载机构形成力臂,同时产生大小相等、方向相反的两个力来实现。对该标定台进行精度和刚度实测,结果表明相关指标均达到了CIRP-STCC标准。无疑,利用该标定平台可完成单向、双向力传感器、三向压电式测力仪以及钻削测力仪的静态灵敏度、线性、重复性、滞后以及横向干扰标定。     

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器

基于Stewart机构的六维力/力矩传感器是一种十分优越的测力传感器,具有测力接触面大、承载能力强、量程大、测力信息丰富等优点,可被广泛应用在航空机器人、航空航天技术及宇宙空间器的对接试验、风洞试验等场合。根据以上特点,阐述Stewart机构的六维力/力矩传感器的测力原理,分析传感器的受力变形,零部件设计尺寸和理论尺寸的制造误差及安装误差对其测力精度的影响,并对其结构参数进行优化设计。提出一种标定方法,研究其标定算法。对自主研制的Stewart六维力/力矩传感器进行标定试验,得出该传感器的标定矩阵。研究结果表明,用标定矩阵代替传感器理论影响系数矩阵参与6个单向力传感器输出信号的耦合,能够有效地提高该传感器的测力精度。     

刀调仪综合误差检具

检测刀调仪产品的综合误差,目前还没有一种公认的好方法.文中介绍了一种双球杆结构检具及相应的使用方法,为评定刀调仪综合误差提供了一条可行的途径,可供刀调仪生产厂家和刀调仪用户使用.     

一种新型刀具材料——陶瓷—金属覆层刀具材料

通过在金属基体上覆层三元硼化物基陶瓷制备出的陶瓷—金属覆层刀具材料同时具有陶瓷材料硬度高、耐磨性好和金属材料强度高、韧性好、导热性好的性能优势 ,是一种极具发展潜力的新型刀具材料     

机床

数控机床发展专项规划明确国产化指标；台湾跻身全球机床零部件主要供货基地；山崎马扎克在中国的第3家公司落户上海；西班牙机床：适合模具工业的机床。     

机床

非数控蕾通机床市场需求将大幅度减少 中国机床工具工业协会总干事长吴柏林说，机床产品市场需求结构很快就会出现重大变化。中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。”肯定会出现这种情况，因为趋势已经看出来了。”吴柏林说。     

机床

2005年度机床工具行业五项十佳企业评比揭晓；我国金属加工机床进口下降；专家：自主创新如何实施？；桂林机床当选2005年最具成长性企业；武重CKX53160数控单柱移动立式铣车床获国家科学技术进步二等奖。[编者按]