机床的数字控制(上)

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一.数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合(CPS)技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平.现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点.     

齿轮感应淬火机床数控系统设计

为了提高齿轮感应淬火机床的加工精度和效率,采用触摸屏和PLC构成了机床数控系统,详细介绍了数控系统的硬件构成和软件设计过程.该数控系统在齿轮感应淬火机床上应用后,效果良好.     

数控机床三维空间几何误差补偿方法

为了提高数控机床的加工精度,在系统分析数控机床几何误差常用补偿方法基础上,提出了基于数控系统插补数据的几何误差补偿方法,并将误差补偿功能集成于国产数控系统中,以提高国产数控系统的综合性能。通过实验与仿真结果表明,数控系统插补数据的几何误差补偿方案能显著提高数控机床的加工精度。     

HRV控制对数控机床加工质量的作用及方法

数控机床为了提高定位、加工面和加工形状精度以及缩短加工时间，需要对数控系统进行伺服调整。本文阐述了数控系统伺服HRV控制的重要作用和伺服HRV控制的设定的方法。     

CAM/CNC走刀轨迹的实时重构

走刀轨迹的优化对复杂型面的高速高精度加工起着十分关键的作用。目前大多数CAM/CNC系统采用大量小直线段逼近原始曲线和直线插补的做法,只能获得零阶连续的走刀轨迹,逼近精度低,不能保证高速加工运动的平稳性,因而加工精度、光洁度和加工速度都难以提高;由小直线段构成的NC代码数据量庞大,也增加了数控系统在内存容量和数据传输方面的成本。本文采用3次参数样条曲线和B样条曲线来实时重构CAM生成的走刀轨迹,以少量的数据点便能达到比直线和圆弧插补高得多的加工精度。文中讨论了数据分段、样条拼接及首尾振荡问题,以及程序实现中的面向对象和多线程技术。在实际使用中显著地提高了数控系统的加工速度和加工精度。     

基于纯软件开放式数控系统的FUJI龙门磨床数控化改造

针对龙门磨床加工精度低的问题,采用ServoWorks CNC纯软件开放式数控技术,对基于PLC的原控制系统进行改造,利用开放式数控系统的灵活性和通用性特点,使磨床操作简便,运行可靠,维修方便,提高了磨床的加工精度.     

一种变速箱加工的数控系统设计与实验研究

针对传统的多轴数控机床较难满足变速箱加工过程中精度要求,提出了一种基于“ARM+DSP”硬件结构的参数可重构嵌入式数控系统的设计。所设计的数控系统通过参数化自动编程模块,实现了根据变速箱齿轮的参数、加工刀具参数和加工过程参数自动生成数控加工程序,还能够通过专家数据库优化数控程序中周期性参数的设置,同时在所设计的数控系统中应用了一套新型的软件电子变速器,以达到提高多轴同步运动控制精度的目的。实验结果表明,将所设计的嵌入式数控系统应用于六轴滚齿机,能够有效提高变速箱齿轮的加工精度。     

国产数控系统替换进口数控系统进行数控车床改造

广西柳州方盛配件公司购买了一台20世纪90年代初生产的二手数控车床，该机床配用的是日本FANUC公司生产的OTE型车床数控系统。因电气元件的老化，造成数控系统故障增多而停止使用。考虑到本机床使用时间较长，机械部分有一定的磨损，几何精度恢复有一定的难度，若选用国外数控系统改造也不会明显提高加工精度，加上企业资金紧张，权衡利弊，决定采用国产数控系统进行改造。     

基于运动控制卡的三次参数样条插补算法

插补技术是数控技术中的核心技术,插补算法的选择直接影响到数控系统的加工精度和速度.充分运用GT400-SV运动控制卡开放式数控系统具有的双CPU的优点,综合考虑加工精度和加工速度的要求,采用累加弦长的三次B样条曲线插补算法,并利用VC 6.0编写插补程序,在固高二维运动平台上得到了实际验证.并对插补精度和效率进行优化.     

基于STEP-NC的NURBS曲线插补技术研究

文章详细讨论了旧的数控编程接口标准ISO6983的缺点,研究了基于新数控编程接口标准STEP-NC的数控系统中的NURBS插补技术.详细讨论了NURBS插补算法,并进行了误差分析.STEP-NC数控系统能够直接处理由NURBS表示的几何信息和加工工艺信息,通过采用STEP-NC新数控编程接口,确保零件的NURBS曲线曲面几何信息和加工信息完整的输入到数控系统.NURBS插补程序量少,速度快,精度高,有利于提高生产率和改善产品质量.NURBS插补技术的研究为进一步研究STEP-NC数控系统奠定了基础.     

数控机床切削加工过程智能自适应控制研究

在华中Ｉ型数控系统的基础上开发了智能自适应数控系统,以实现数控机床切削加工过程智能自适应控制,提高切削效率。用模糊控制器对数控铣削过程所进行的智能自适应控制试验结果表明,该智能自适应数控系统性能良好,能提高数控机床在切削加工过程中的智能水平及自适应能力,提高了其切削效率。     

改善数控机床精度的方法探索与分析

从数控机床的精度指标及检验依据分析入手,介绍了精度补偿、数控系统伺服调整与优化、利用数控系统设置的控制功能及改进机床功能部件设计方案等工程实践方法,旨在改善在用机床或机床精度试验中的精度指标。这些实践方法对数控机床的检验、检测、调试、改造等能提供指导,并行之有效。     

基于Simulink的数控机床高阶伺服系统的建模与仿真

针对高精度数控机床的要求,建立了数控机床进给伺服系统的高阶模型,提出了一种基于Matlab/Simulink动态仿真平台的数控机床伺服系统动态性能的仿真方法,它能更精确更方便地了解高阶系统的时域和频域特性,以及多参数变化对系统性能的影响.     

高速加工对机床传动与结构的影响

分析了高速加工对机床的新要求,阐明“零传动”是高速机床理想的传动方式。着重研究了高速电主轴和直线电机高速进给单元的结构特点和设计原理,提出了改善高速数控机床热态与动态特性的方法与措施。最后对加快我国高速数控机床生产与技术的发展提出了若干建议。     

基于硬件在环的滚齿机数控系统的开发

运用硬件在环技术在沈阳机床厂开发的i5数控系统平台上进行了滚齿机数控系统的开发。采用SolidWorks软件建立了滚齿机的三维模型,并利用Virtuos建立了滚齿机控制系统模型,从而构建了硬件在环仿真系统。经过数控加工程序仿真验证,结果表明,可大大提高数控系统的开发效率,降低开发风险。     

高速数控机床在机械加工中的应用分析

伴随机械制造行业的深入发展,机械自动化技术在飞速进步,这在一定程度上提高机械加工的速度和质量。为了能够更好地提高数控机床的加工速度,高速数控机床应运而生,通过该技术能够更好地提高数控机床的工作速度,有利于提高产品品质。本文首先针对高速数控机床的概念、原理和特点进行阐述,然后对高速数控机床的分类进行论述,并且对数控机床的工艺以及高速数控机床的应用进行整体分析。     

基于LabVIEW的机床数据采集系统设计

主要论述如何通过控制器、LabVIEW及NI相关硬件设备搭建能够应用在数控机床行业的多功能数据采集系统。该系统具有实现简单、界面友好、功能齐全、安全可靠等优点,可以广泛应用到各种类型的数控机床上。通过数据采集及处理,对机床各方面性能进行诊断分析,有利于提高数控机床的整体性能,应用前景广阔。     

数控成形砂轮磨齿机床几何误差分析与函数补偿法

以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析。应用多体系统理论以及齐次坐标变换建立了几何误差模型,得到了此模型下砂轮尖的6个自由度误差表达式,并在此基础上以机床B轴为例,说明了运动轴误差转化到磨具上,从而引起所加工齿轮的齿距、齿形、压力角等误差。为了减小误差,提出了函数补偿法,并以测量机床的X轴角度误差为例,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度、减小机床的几何误差提供了理论依据。     

基于可靠性分析理论的数控磨床故障排查方法

鉴于目前国内对数控磨床研究较少且相关数据匮乏,对某机床厂生产的30台MSK系列外圆数控磨床的故障情况采用无替换定时截尾试验方法进行了长期跟踪统计,分别根据故障模式和子系统对数控磨床的故障数据进行分组划分,找出故障频发的故障模式,并结合所提出的基于子系统算法的敏感度分析方法(sensitivity analyze,SA)求得对整机可靠性影响最大的关键子系统为电控系统(electrical control,EC),该系统的可靠性指标平均无故障时间(mean time between failure,MTBF)提高10%,可使整机MTBF提升2.06%,敏感度远高于其他子系统。为提高电控系统可靠性,采用故障树分析(fault tree analyze,FTA)对电控系统进行故障排查找出该系统故障频发的原因,采用上行法对该故障树进行定性分析,根据求得的29个最小割集发现,造成该系统故障频发的主要原因是外购外协零部件的可靠性较差。通过改善和优化,最终使得整机的可靠性提升至1500 h,验证了所提方法的有效性。     

基于USB的激光热处理数控系统研究与开发

结合数控系统典型功能开发了基于USB的激光热处理数控系统，根据USB通信特点提出了一种其在数控系统应用中的通信方法提出了一种简单易用的网格生成方法，并根据激光热处理机床的工况，将S曲线加减速形式应用于控制系统，解决了机床冲击振动问题。系统具有可靠性高，功能全，人机界面友好的特点，在实际应用中取得良好效果。