不同支撑方式丝杠刚度的变化规律研究

滚珠丝杠螺母传动机构是机床的进给传动部件,其轴向刚度直接影响机床的定位精度.应用变形协调原理给出不同支撑方式滚珠丝杠螺母传动机构轴向刚度的计算方法.计算结果表明:两端固定支撑的丝杠的轴向刚度随长度按抛物线规律变化,其变形最大值在丝杠的中点;与一端固定的支撑方式相比,其轴向变形最大值小,轴向刚度大.     

提高数控机床滚珠丝杠进给系统机械刚度的措施

现代数控机床要求其进给系统在较高进给速度下具有很好的定位精度和较高的速度适应能力,这就要求进给系统要有较高的刚度。文章分析了影响数控机床滚珠丝杠进给系统刚度的主要因素,提出了提高进给系统刚度的技术措施。     

数控机床进给滚珠丝杠的选择与计算

本文论述了数控机床进给用滚珠丝杠的选择与计算方法 。     

芯轴外支撑锁紧装置轴承损坏原因分析及改造

就涟钢横切机组开卷机芯轴外支撑设备锁紧装置滑架左端的滚动轴承多次被损坏进行分析,并采取将滑架左端的滚动改为滑动等措施进行了设备改造,效果良好。     

五轴联动加工中进给速度的控制算法

目的研究刀具进给速度平稳性对五轴联动加工中复杂自由曲面表面粗糙度、轮廓精度的影响。方法首先对五轴联动机床运动过程中的空间线性插补原理进行了分析,推导出插补周期内各轴的分解速度数学模型。根据数控系统中不同的速度指令方式以及刀具在空间的实际运动距离,分端铣和侧铣两种情况,分别建立了刀具空间运动的实际速度计算模型,然后根据机床各轴的最高速度及加速度约束条件,对各轴分速度、分加速度进行校核处理,最终求得刀具实际的合成速度。最后,基于后置处理技术,用开发的专用后置处理软件进行刀位源代码后置处理,采用某叶轮试件进行了验证,并对实验结果进行了分析。结果在复杂曲面加工中,稳定的表面进给速度会获得较高的表面质量及轮廓精度,曲面曲率变化越大,速度变化对加工质量的影响越大。在同等条件下切削,刀具采用恒表面速度与采用恒进给速度相比,获得的叶片进出汽边轮廓误差值由0.1 mm减小为0.04 mm。结论在五轴联动加工中,越稳定的表面进给速度,越能获得较高的表面质量和轮廓精度,对于曲率变化较大的复杂曲面,需要严格控制刀具的进给速度,尽量获得稳定的表面速度以减少过切值,从而提高零件表面质量。     

超精密滚珠丝杠进给系统的谐响应分析

超精密滚珠丝杠进给系统除了在工作台轴向存在外界激励,电机在启动和刹车时产生的冲击以及电机轴输出端的振荡特性都可能导致整个进给系统产生振荡,而利用目前的滚珠丝杠进给系统有限元模型不能准确地分析出电机轴输出端的转矩动载荷对进给系统产生的谐响应。针对此问题,提出一种新的进给系统有限元模型,保证了其谐响应分析的准确性。     

基于速度模式的数控系统高速高精度控制研究

利用PCL-726和PCL-833卡实现伺服电机速度控制方式下的电压输出和反馈脉冲采集.采用基于积分分离的数字PID控制方法,以滞留脉冲为控制对象调整电机转速,保证伺服电机在高速运行时具有良好的跟踪性能.实验结果表明该方法可以有效地降低伺服电机的滞留脉冲数.     

基于滚珠丝杠传动的机床进给系统建模与分析

为了研究机床进给系统的动态特性,提升摩擦力影响下的运动控制效果,建立机床进给系统动力学模型与机电耦合仿真模型。定义基于赫兹接触理论与吉村允效法的部件结合部刚度,通过控制变量法分析进给系统一阶固有频率的影响因素,利用有限元软件对动力学模型进行验证,解释误差出现的原因。并利用PID控制加前馈控制对比分析有无摩擦补偿下的运动控制效果。结果表明：工作台质量和位置以及丝杠螺母副刚度变化对进给系统一阶固有频率影响显著;加入的前馈补偿能够有效消除因黏性摩擦产生的“平顶”、“死区”不良现象。     

高精度数控机床滚珠丝杠的装配与调整

详细介绍了一种新的滚珠丝杠装配调整工艺方法.与常规装配调整方法进行了数据分析对比,比较了各自的优缺点.验证了装配调整工艺方法的正确性、可行性.     

含虚拟材料结合部的高速滚珠丝杠进给系统动态特性分析

为了构建精确的滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型,提出基于多目标优化方法获取结合部虚拟材料模型参数的方法.采用分形理论建立滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料参数解析模型,得到结合部虚拟材料参数的初步优化区间.基于多目标优化方法,获得滚珠丝杠进给系统结合部虚拟材料模型的参数,并通过试验对此参数获取方法进行了验证.分析结果表明...     

数控中走丝线切割机床高精度锥度装置的设计与应用

锥度装置是数控中走丝线切割机床的关键部件及核心技术之一。随着中走丝机床产品的不断升级,对锥度切割精度提出了更高的要求。为此,设计了高精度锥度装置,从结构性能上解决了刚性、可靠性、传动精度和防护等问题。通过应用和验证,其几何精度、数控运动精度均得到稳定提高,能完成高精度锥度切割和多次切割的加工。     

Finite Element Modelling of Ball Screw Feed Drive Systems

For full realization of the feasible drive performance on machine tools, the dynamic behaviour of the entire mechatronic system must be analysed and optimized integrally during design of the machine. To permit complete modelling of the machine tool frame structure with integral ball screw feed drive systems by means of the finite element method (FEM) a specific model approach for ball screw drives is presented, which is a prerequisite for the FEM modelling of a complete machine tool based on feed drives of this type. The feed axis of a feed drives test station serves here as an example for demonstration of the modelling of feed drives. The FEM model is integrated into a mechatronic model of the axis control system and the behaviour of the position and speed control loop is simulated.     

等流量高精度振动给料随流孕育装置的研究应用

为提高振动给料随流孕育装置给料精度等级,通过对其给料过程实施程控称量、在线闭环反馈调整和采用可调下料口组件、减震底座组件、气动封口组件等技术措施,提高了等流量给料精度和给料总量精度,并且解决了该装置在非工作时由于外界震动影响引起的非正常落料,避免了孕育剂的浪费。该项目于2007年11月在山东潍柴得以应用,并取得良好效果。     

滚珠丝杆数控磨削工艺支持软件开发

分析了滚珠丝杆单线砂轮磨削的加工原理,对滚珠丝杆成型磨削工艺进行了研究.在分析了当前国内滚珠丝杆磨床加工需求的基础上,设计并开发了滚珠丝杆数控磨削工艺软件,并集成到滚珠丝杆磨床的开放式数控系统中.实现了滚珠丝杆磨削工艺与装备的结合,为用户提供了涵盖丝杆参数化编程、成型砂轮修整、丝杆伸长量补偿与径向补偿等功能的整套丝杆成型磨削工艺支持.     

基于三维移动切削液镜像支撑细长轴加工精度研究

细长轴常采用卡盘-顶针式装夹方式进行加工,由于刚度较低且不同位置处刚度不同,从而难以保证加工后的精度。针对细长轴加工时精度较低的问题,设计了三维移动切削液随动镜像支撑细长轴加工工艺方法来提高加工精度,并建立切削液随动镜像支撑加工细长轴的尺寸误差数学模型。最后,通过细长轴加工实验验证了切削液随动镜像支撑加工工艺方法的可靠性。实验结果表明:切削液随动镜像支撑加工相比跟刀架支撑加工可以使细长轴获得更高的加工精度。     

不同工况下高速空心滚珠丝杠的热特性研究

以高速精密机床中使用的空心滚珠丝杠为研究对象,利用ANSYS热分析模块对该滚珠丝杠在不同转速和不同冷却液流量下的热特性进行了分析.得到了该空心滚珠丝杠不同工况下的温度场和热位移,同时通过对滚珠丝杠表面结点温升曲线的分析比较,得到了针对该类型空心滚珠丝杠的最佳冷却液流量值和不同转速下空心滚珠丝杠达到其热平衡的时间.分析结果可为空心滚珠丝杠的热设计提供参考.     

High Bandwidth Control of Ball Screw Drives

This paper presents a tracking control strategy for high speed ball screw drives. Rigid body motion is controlled using adaptive sliding mode control. Torsional vibrations are modeled, experimentally identified, and compensated in the control law using notch filtering and active cancellation techniques. Attenuation of torsional resonances improves the stability margins and enables high positioning bandwidth to be achieved. The axis friction is experimentally identified and cancelled out in feedforward, in order to improve the positioning accuracy at motion reversals. The developed control law is verified experimentally on a high speed ball screw drive, where a tracking accuracy of 1.6 um is maintained while traversing the axis at 1000 mm/sec feed and 1 g acceleration.     

基于有限元法的高速空心滚珠丝杠系统热特性仿真

以ANSYS热分析模块为工具,对高速空心滚珠丝杠系统的热态特性进行仿真,得到该滚珠丝杠系统的温度场和热位移。在分析结果的基础上,提出了改善高速空心滚珠丝杠系统热态特性的措施,为高速空心滚珠丝杠系统的设计和热变形误差补偿提供参考。     

精密滚珠丝杠磨削加工热变形误差的控制

精密滚珠丝杠副是数控机床、精密仪器仪表等设备的关键零部件,其精度的高低对数控机床等设备的精度有很大影响.针对影响丝杠加工精度的温度误差,从室温、磨削热、冷却液温升等几方面进行了分析.对由室温、冷却液温升等因素引起的误差,提出了解决方案.对由磨削热引起的误差,在分析了有限差分法的基础上,利用有限元对误差进行了分析与计算.