刀具混合三参数Weibull比例危险模型及可靠性评估

机床刀具故障往往是在多种失效原因的共同作用下发生,不同加工时段故障数据分布不同。为了准确评估刀具的可靠性,综合考虑切削用量等因素的影响,采用混合Weibull分布并结合比例危险模型对刀具故障数据进行建模。所得模型参数较多,用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法解决了模型参数估计难题。该方法可给出刀具可靠度、平均寿命、刀具寿命标准差、故障率及平均剩余寿命等可靠性指标。通过对一工程实例进行分析,展示了该模型的应用价值。     

基于动态切削过程仿真的外圆车削稳定性判定

建立考虑工件轴向和径向两个方向刀具刃倾角和模态方向的车削颤振模型。利用试验得到的切削力系数和模态参数,获得给定机床、刀具和工件组合下的颤振稳定域曲线。建立外圆车削轴类零件的动力学模型,主要包括刀具相对工件的动态切削力和动态位移模型。提出一种借助动态切削力和刀具动态位移时域仿真,以及相邻两转的切削力和位移动态成分映射截面来综合判断切削过程稳定性的方法。通过切削试验验证颤振稳定域判据和动态切削过程判据的准确性。利用该方法了解稳定切削和颤振切削的信号特点和分布规律。对比颤振稳定域和动态切削仿真两种稳定性判据的有效性、优缺点和适用场合,尤其通过典型零件的切削过程仿真说明动态切削仿真方法的优点。此外,还通过对动态切削过程的变模态参数仿真,分析模态参数对切削过程稳定性的影响。     

基于动态事件的柔性作业车间重调度节能优化

为了解决机械加工过程中出现紧急任务插单或机床故障等动态事件干扰调度方案执行,导致原调度方案能耗增高、完工时间延长等问题,研究了一种考虑紧急插单和机床故障动态事件的柔性作业车间重调度节能优化方法。首先分析了动态事件下柔性作业车间的工件加工过程能耗特性,然后以总能耗最低、完工时间和鲁棒性最小为优化目标建立了面向节能的动态重调度优化模型,并提出基于多目标引力搜索算法的重调度节能优化求解方法,最后通过案例对比分析,验证了所提方法的有效性。     

机床加工系统切削热全过程传递模型研究

经典切削热研究主要考虑了切削区热量的发生机理及其在切屑、工件、刀具之间的分配。综合考虑切削热在切屑、工件、刀具、冷却介质以及机床加工空间的传递规律,提出了机床加工系统切削热三阶段传递的新思路。从热传递框图模型及热传递计算模型2个层面,分别建立了切削接触界面热传递动态模型、切削区域热传递动态模型、机床加工空间热传递动态模型。最后通过现有文献试验数据对比对所建模型的置信度进行了分析。该模型的建立将为切削热的理论研究提供新的研究思路,为刀具寿命和机床加工系统温度场控制技术提供理论支撑。     

基于VERICUT的动车组侧墙数控加工仿真研究与应用

利用VERICUT软件建立FOOKE五轴龙门加工中心几何模型及运动学模型,并根据实际应用机床对配置的840D数控系统进行功能指令扩充,利用VERICUT刀具模块建立加工动车组侧墙的刀具库。在VERICUT系统中调用虚拟机床、刀具库及程序进行动车组侧墙的仿真动态演示,观察加工刀轨是否符合预期,测量加工后工件各部尺寸,从而验证数控加工程序的正确性。     

云制造环境下面向多任务协同的机床装备资源动态调度方法

针对云服务环境下支持多任务协同运行的机床装备资源易受紧急插单、系统故障、质量异常等不确定高频扰动影响,致使云制造服务难以高效、稳定运行的问题,提出一种面向多任务协同的机床装备资源动态调度方法。通过应用非线性工艺规划理论,建立了一个包括最小时间、成本、能耗、负载均衡度及最优服务质量和可靠性为约束目标的调度模型,并采用改进遗传变邻域算法对其求解。同时,基于生产随机扰动致使调度方案动态偏离的问题,提出一种基于事件驱动和周期性重调度的动态调度策略,以支持云制造服务的协同优化运行;最后通过仿真案例验证该模型及算法的可行性和适用性。     

车铣复合五轴后置处理及仿真技术算法研究

针对五轴数控机床三维空间坐标系变换问题,计算出刀具的旋转角度,以及旋转前后两个位置的线性坐标差值,从而推导出公式,编写到相应的编程软件和仿真软件中,通过编程软件设计刀具轨迹路径,随后生成数控加工程序,与机床的控制系统相匹配。根据计算结果进行五轴机床加工仿真,并进行相应的数控机床数学模型结构配置和运动模型动态配置。     

虚拟环境下机床切削运动行为仿真

鉴于当前CAD/CAM行业软件缺乏对机床行为的仿真,提出一种基于沉浸式虚拟现实的机床切削运动行为仿真方法,详细阐述仿真系统的体系架构及开发平台。分析机床各运动轴的切削运动行为及部件运动的层次性与相关性。建立基于消息响应机制的行为仿真编程模型。研究并推导了刀具走刀轨迹中刀具扫描体曲面的求解过程,阐述NC代码编译及刀具实时切削过程仿真。最后,在Visual C++6.0环境下结合Virtools和OpenGL编程实现了虚拟机床切削行为仿真系统,该系统可应用于数控加工程序的验证、数控技术的教学和培训等场合。     

高速面铣加工的动态铣削力和刀具振动研究

基于力学式切削力预测方法建立了面铣刀动态铣削模型,该模型充分考虑切削厚度、刀具前角和刀具后刀面磨损对铣削力的影响.在Matlab/Simulink环境下,进行了动态铣削力和刀具振动仿真及其频谱分析,并根据仿真结果对转速、齿数、刀具磨损量等影响因素进行了分析验证,该模型有利于揭示各切削参数对动态铣削力和刀具振动的影响规律,从而为实现切削加工参数优化提供理论支持.     

基于AI技术的FMC优化调度控制策略

本文结合GMI-FMC系统,研究FMC调度控制策略,建立基于AI技术的实用的FMC生产作业优化调度控制系统.运行结果表明,该系统可以有效地实现FMC的调度控制优化目标,提高FMC的运行水平.     

基于Pro/E和VERICUT的数控加工过程仿真研究

以具体零件为加工对象,运用基于Pro/E和VERICUT软件的虚拟机床技术建立机床仿真模型和仿真加工模型,实现了零件的虚拟铣削过程动态仿真。阐述利用VERICUT软件对零件加工质量进行虚拟检验的方法,运用实体法检验仿真加工模型与设计模型的差别,刀具轨迹优化保证了刀轨具有最佳的进给率或主轴转速。将仿真研究得到的数控加工程序运用于实际零件的加工,评价了零件的加工质量,验证了仿真程序的可行性。     

柔性制造单元集成控制和调度策略研究

针对FMC提出了一种基于Petri网机制的递阶调度和控制集成策略。该策略主要分为两个层次：底层是控制层,上层是调度层。两层使用同一个着色、赋时Petri网表达模型(CTPN)。在调度层,CTPN模型用于调度描述,表示过程的前后关系、资源和时间的约束。在控制层,CTPN模型作为分派FMC中车间活动的机制。     

刀具轨迹曲率对自由曲面轮廓误差影响机理分析

文章从影响机床精度的动态误差因素出发,建立了运动轴进给系统的数学模型,理论推导出刀具轨迹曲率对零件轮廓误差的影响规律,基于Matlab仿真平台及Simulink模型,最终通过设计变曲率的机床多轴联动运动试验予以验证。刀具轨迹曲率对于曲面轮廓误差的影响机理分析,有助于探求曲面造型与制造精度的相生关系,建立机床加工工艺因素、动态性能参数与零件型面精度的映射规律,为关键曲面零件的高精度制造控制提供依据。     

基于Matlab的串并联机床空间误差建模及补偿**!

构建了5-DOF串并联机床的正解和逆解误差运动方程。基于Matlab程序对正解运动方程进行编程,根据原始误差参数仿真出机床空间误差补偿前刀具切削模型,根据隐含误差参数仿真出机床空间误差补偿后刀具切削模型。对比补偿前和补偿后模型的面形误差,结果表明:补偿前和补偿后模型的面形误差均呈现四周大中间小,通过误差补偿可有效减小机床空间误差。     

基于滚动时域优化策略的柔性作业车间动态调度研究

根据传统柔性作业车间静态调度模型很难适应实际生产过程中动态性和不确定性的特点,通过对动态环境下柔性作业车间调度问题的研究,构建以生产系统最大完工时间最小为优化目标的数学模型。基于滚动时域优化基本框架,设计一种生产设备出现故障情况下周期和事件混合驱动的动态调度策略。同时,采用一种扩展的基于工序和设备双层染色体编码的遗传算法来对动态调度模型进行求解。最后,通过对某一具体生产车间实例进行仿真求解,验证该动态调度策略的可行性和有效性。     

数控仿真系统几何模块的设计

详细地阐述了数控仿真系统几何模块的建立．设计了机床、刀具、加工轨迹等几何模型。其中机床、刀具等复杂几何模型使用第三方软件实现，采用3DS文件接口。刀具轨迹模型则在OpenGL平台下进行开发。     

基于虚拟样机技术的加工中心动力学建模

在ADAMS／View软件环境下,建立了某加工中心多柔体动力学模型,并进行了机床样机箱体、刀具之间的虚拟试验,得到机床的前四阶的固有频率。通过对相同条件下的机床样机箱体、刀具之间试验测试得到的结果比较,验证了机床仿真模型的准确性。     

云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统研究

为提高机床刀具磨损故障诊断精度,借助三轴加速度传感器采集机床刀具磨损振动数据,并以此为基础,提出一种基于长短时记忆网络与多尺度卷积神经网络集成的机床刀具故障诊断算法,挖掘机床刀具在不同故障模式下的空时域多尺度特征,实现机床刀具磨损状态的精准识别。同时,为满足实际产线对故障诊断的高实时性要求,设计一种适用于机床刀具故障诊断的云边端协同架构,通过底层产线、边缘节点与工业云平台的高效协同,实现机床刀具故障的及时预警。研究结果表明,所提云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统可实现机床刀具磨损状态的精准识别,同时可缩短故障诊断任务的完成时间。     

高精度立式磨床关键结合面动态特性研究

机床的结合面是整机动态特性的薄弱环节。应用实验测试和计算机仿真,对机床结合面的动态特性进行研究,以提升整机的动态性能。针对磨床中螺栓连接的关键结合面,建立考虑法向和切向刚度的三维接触刚度模型。将实验测试结果与有限元分析相对比,验证所建结合面模型的正确性。应用该模型,采用增加螺栓个数及提高螺栓预紧力等方法,改进结合面设计,分析改进后的整机动态特性。该方法实现了机床整机结合部的非线性特性的合理处理,以支持机床设计中整机性能的预测。     

整体叶轮五轴数控加工的研究

针对整体叶轮的五轴数控加工工艺,首先在CAD软件Pro/E中建立整体叶轮的三维模型;然后使用CAM软件POWERMILL对整体叶轮各个组成部分进行刀具轨迹的生成,并经过后置处理生成可用于实际机床加工的NC文件;最后基于机床仿真软件VERICUT,构建实际机床型号为DMU50V的五轴数控加工中心仿真环境,并模拟实际机床的加工过程,验证了从数控程序的生成到后置处理的正确性,减少了试切零件的误差率,检测到实际加工过程中潜在的各种风险,如机床碰撞、刀具过切或碰撞等,从而达到了优化数控加工程序、提高生产效率的目的。