高精度等分齿形全自动线切割加工系统设计

针对时栅传感器的产品开发,设计了一套高精度等分齿形全自动线切割加工系统,该系统采用了基于时栅传感器的高精度空心分度转台作为分度机构,对加工过程中钼丝的磨损进行了自动测量,并将测量结果反馈回线切割机控制系统进行补偿,以实现高精度全自动线切割加工的目的。实际应用表明,该系统加工精度高、成本低,大大提高了生产效率。并且该系统也可以用于类似需要高精度分度线切割加工的场合。     

磨齿机分度误差传递规律

为预测被加工齿轮的齿距加工精度,研究了Y7125型大平面砂轮磨齿机系统分度误差的传递规律。采用全闭环测量法对用作角度测量基准的正36面棱体进行了高精度标定;基于该正36面棱体和相对测量法在机提取机床36个等分点系统分度误差曲线;最后在磨齿机上进行精密磨齿实验,通过比较齿轮试件的齿距累积偏差与机床原始系统分度误差的差异,研究机床分度误差的传递规律,并通过实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度。实验结果表明:采用全闭环测量法标定正36面棱体的测量不确定度达到±0.05;磨齿机系统分度误差传递到被加工齿轮后,齿距累积总偏差由2.1m增大到2.6m,相对误差增加了24%;通过磨齿实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度为±0.6m。得到的机床分度误差传递规律可用于预测齿轮的齿距累积加工精度,为制定科学的磨齿工艺提供技术支持。     

空间复杂曲面的高速走丝线切割加工技术研究

为实现空间复杂曲面零件的加工,基于原有的线切割加工系统,设计了一种带有自动分度的多轴联动数控回转台,建立了空间曲面零件线切割加工运动规律数学模型及仿真模型,并对几种典型运动形式进行了仿真研究和样件加工试验,将样件检测结果与设计数据和仿真结果进行对比.结果表明:所加工样件形状及尺寸精度均达到了预期效果,验证了各种运动形式下加工模型及仿真模型的正确性;同时,所设计的多轴联动线切割加工系统具有较高的加工质量和较低的成本,验证了该系统的实用性.     

基于时栅传感器的精密数控线切割机研发

介绍了一种可用于内齿加工的高精度线切割机,解决了三个关键技术问题:基于时栅传感器的空心式高精度分度转台;钼丝在加工过程中的自动检测与自动补偿;空心转台的智能化时栅传感器、钼丝测量系统和线切割机中央控制系统三部分间的局部闭环及全系统大闭环数控。介绍了相关的理论基础、技术难点和设计思想。实践结果表明,该系统实现了高精度、高效率、高可靠性和低成本等综合先进指标,具有可以填补国内空白的良好市场前景。     

精密数控分度转台的控制系统设计

融合了时栅传感器测量技术的高精度时栅分度转台,在实际应用过程中出现了因定位精度高,人工很难一次性准确分度定位。针对该问题,利用高性价比的ARM嵌入式处理器,设计开发了一套基于时栅分度转台的自动分度定位控制系统。该系统采用步进电机作为驱动装置,利用转台中嵌入的高精度时栅角位移传感器的角位移测量数据作为反馈,构成闭环控制,采用分段控制、逐步逼近的控制算法,达到高速、高精度分度定位的目的。实际应用表明:该控制系统的分度定位精度达到±2″。     

自研角度计量转台在圆分度器件校准中的应用

为了实现亚角秒级圆分度器件的高精度校准,建立了基于角度计量转台和自准直仪的角度测量系统,研究了基于无实物基准的圆分度误差检测方法和控制测量系统引入误差的策略。简要介绍了基于真空预载气浮支承和超声马达驱动的自研转台的结构,搭建了整个测量系统。利用圆封闭原理和最小二乘原理分析了圆分度误差的测量算法,讨论了测量过程的误差来源,并分析了抑制各误差源的方法。最后,在构建的测量系统上测量了多齿分度台的圆分度误差,并对测量不确定度进行了分析。实验结果表明：自研计量转台和被校多齿分度台的最大圆分度误差分别为0.12″和0.15″,测量不确定度为0.05″（k=2）。通过比对,表明测量系统能够实现亚角秒级圆分度误差的高精度校准。     

介绍一种线切割三轴控制系统

为了提高线切割加工的分度精度,我们研制了一种三轴控制的线切割加工系统。该系统在保留原有的x、y轴的同时,又增添了一个精密转台,称之为z轴。转台以z轴为旋转中心,实现高精度分度加工。x、y轴脉冲当量为1μm,转台脉冲当量为3.6″。控制转台要求有两个信号:一个用以控制转台正、反转,由高低电平来区别;另一个用脉冲来控制转台转动。转台本身还有驱动线路,且最多一秒钟可以接受1000个脉冲。为了实现上述控制,仍可以继续使用原     

基于多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统

为解决往复走丝电火花线切割加工空间复杂曲面中电极丝张力变化影响加工精度的问题,分析了张力变化的原因及其对加工精度的影响,介绍了现有电极丝恒张力机构的不足,提出了基于功能强大的可编程多轴运动控制器的电极丝恒张力控制系统,给出了完整的系统软硬件结构.该系统可对线切割加工过程进行随动响应,保持电极丝张力恒定,改善电极丝动态定位精度.进行了恒张力线切割加工对比试验.实际测量结果表明该控制系统的加工误差明显减小,验证了恒张力控制系统的有效性.     

复杂曲面零件电火花线切割加工系统研究

开发了以新型翻转式自动分度数控回转工作台为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统。阐明了系统的运动规律,建立了通用数学模型,并进行了计算机仿真和样件加工实验研究。利用该数控回转工作台,采用二维加工信息流控制技术,与国产高速走丝电火花线切割机床相结合,从根本上解决复杂曲面零件高速走丝电火花线切割加工的关键技术问题,大幅度提高了线切割加工的加工质量和生产效率。该方法在模具制造中得到了良好的应用。     

基于多齿分度改善高精度齿轮齿距精度

为了提高齿距精度,基于多齿分度理论对Y7125磨齿机分度系统进行改进,用多齿分度盘代替普通分度板实现分度。分析了多齿分度盘自由啮合状态下的分度精度,讨论了安装过程中多齿分度盘的轴向偏摆与径向偏移对其分度精度的影响。理论上满足加工高精度齿轮齿距精度的要求,为加工2级到1级高精度齿轮奠定了基础。