数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法

机床能量消耗过程的评估和分析是机床能效优化研究的基础。现有研究提出的机床能耗模型主要是静态能耗模型,少数对机床动态性能耗的研究又主要集中在机床运行状态的动态性的建模,缺乏对机床能量源特别是数控机床多能量源的动态性能耗的研究。针对数控机床能量源多、加工任务及加工参数动态变化等特点,提出了一种数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法。对数控机床能耗过程的动态性进行分析;在此基础上,结合面向对象着色赋时Petri网(Colored timed object-oriented Petri net,CTOPN)和虚拟部件方法建立数控机床多能量源动态能耗模型,其中CTOPN模型用于描述数控机床能耗过程机床和多能量源运行状态的动态特性,虚拟部件方法用于描述数控机床多能量源受加工参数影响的动态特性;通过CTOPN中"变迁"蕴含的信息来驱动虚拟部件模型实现对数控机床多能量源的动态能耗特性的建模。案例分析结果证明了该方法的可行性,上述模型可为数控机床动态能耗的预测、综合的能耗特性分析以及定量的能耗影响因素分析提供一种基础支持,具有较广阔的应用前景。     

数控机床误差元素建模技术

根据建模理论和工程判断针对数控车床各误差元素的不同特性,将误差元素分为三种不同形式,并对于不同的误差给出了不同的数学模型建立方法。理论分析与补偿试验充分证明了这种分类方法及由此建立的数学模型的合理性和正确性。     

数控机床误差元素建模技术

根据建模理论和工程判断针对数控车床各误差元素的不同特性,将误差元素分为三种不同形式,并对于不同的误差元素给出了不同的数学模型建立方法.理论分析与补偿试验充分证明了这种分类方法及由此建立的数学模型的合理性和正确性.     

基于BPMN2.0的数控机床主传动系统动态能耗建模

选取数控机床的主要耗能子系统即主传动系统进行研究,针对其加工过程中能量消耗动态变化且难以规范化描述的特点,通过主传动系统能量消耗动态性的分析,提出了一种基于业务流程建模规范BPMN2. 0的数控机床主传动系统动态能耗建模方法。该方法利用BPMN2. 0的符号和语义对主传动系统不同能耗单元的执行流程、配合关系进行描述,并利用数据关联集成建立的业务流程建模规范(BPMN)能耗模型,实现了制造过程中数控机床主传动系统能耗动态性的图形化表达与能耗计算。最后,以某数控铣床加工过程为例,对所述模型及方法进行了应用,验证了其有效性与准确性。     

数控机床性能测试技术研究

中国数控机床的性能水平低于西方发达国家的数控机床,这是行业的共识.这是由于国内整体工业水平落后于西方工业国家,机床企业自身技术力量不够雄厚,共性技术研究和测试工作开展得不够.目前,中国已连续几年成为世界最大的机床生产国和消费国,机床企业如何在做大的基础上做强,成为国内机床企业,尤其是国内大型机床企业必须考虑的问题.     

基于VERICUT的数控机床建模技术

数控机床建模是数控加工仿真的基础,通用化的建模方法是保证仿真高效的要求之一.本文简介了虚拟制造软件VERICUT的功能模块,基于VERICUT的建模技术,分析了不同类型数控机床的建模过程,总结了建模方法的共同特性,提出了面向不同类型、多种机床的通用建模过程.最后以五轴加工中心机床作为实例详细介绍了在VERICUT上的建模方法.     

数控机床精度快速建模技术研究

针对误差补偿技术中精度模型与误差测量的难题,提出了基于神经网络的机床精度快速建模方法,对模型结构及训练样本采集方法进行了深入的探讨。结合DURGA－30加工中心进行实验研究,并与传统建模方法进行了对比。最后,对模型的置信度进行了检验。     

数控机床可靠性建模的技术进展

可靠性建模是进行数控机床可靠性评估与分析和可靠性设计的前提。对国内外的数控机床可靠性建模技术进展进行了分析并得出结论。数控机床可靠性建模技术经历了从简单到复杂,从时间静态到动态的过程,使得模型不断接近工程实际,为数控机床可靠性设计和分析提供了依据。     

数控机床传动系统建模与分析

运用拉格朗日建模方法建立了丝杠传动系统的动态模型,然后运用龙哥库塔方法结合具体参数对丝杠传动系统扭转振动进行了数值求解;将丝杠独立出来考虑,运用振动理论建立了丝杠的梁模型,求解了丝杠在集中载荷作用下的横向振动响应,并且借助MATLAB分析了响应的结果。从丝杠传动系统和丝杠本身的动态特性分别进行了分析,研究结果能够指导丝杠传动系统设计,提高丝杠传动系统精度,     

基于BPMN的数控机床能耗多源动态特性建模及应用

针对数控机床能量源多、能量消耗动态变化复杂的特点,提出了一种基于业务流程模型和符号(Business process model and notation,BPMN)的数控机床多源动态能耗建模方法。依据数控机床不同子系统的功率特性,将其划分为时变能耗单元和非时变能耗单元,分析了其工作状态及耦合关系对数控机床能耗的影响;基于BPMN2.0规范,构建了能耗单元工作状态BPMN流程模型和BPMN耦合模型,提出了能耗单元工作状态能耗数据及耦合关系时序数据与BPMN模型的数据集成方法,构建了数控机床能耗多源动态特性模型。以某数控铣床加工过程为例验证了所述模型及方法的有效性。     

数控机床机电系统刚柔耦合建模技术

基于虚拟样机技术和联合仿真技术建立了数控机床机电系统的刚柔耦合模型,并阐述了进给系统、控制系统的建模方法,建立起了CNC伺服控制系统的刚柔机电耦合联合仿真模型,基于模型对进给系统相关特性进行了分析测试。     

虚拟环境下数控机床建模与仿真

基于虚拟样机原理，在Pro/ENGINEER下建立了机床的三维实体模型，并导入ADAMS12.0中进行动力学仿真。在虚拟环境下可观察机床整个机构的三维动态显示和运动过程.并可在样机试制前对设计中可能出现的问题做出精确的预测和改进，为机床的一次性试制成功提供了可靠的保证。     

数控机床进给系统建模与仿真

进给系统是影响数控机床性能的关键部分,本文在分析数控机床进给系统的基础上,建立了数控机床进给系统模型,通过仿真分析,比较了PID控制器和PDFF(Pseudo-Derivative Control with feed forward Gain)控制器在机床进给系统控制中的表现,仿真分析表明PDFF控制器比PID控制器拥有更好的鲁棒性,可以更好的满足数控机床进给系统的需要。     

数控机床空间误差测试及补偿技术研究

分析了三轴机床21项几何误差,给出了光动激光多普勒测量系统原理,介绍了基于分步对角线的空间误差测试路径和测试过程。在机床上进行了空间误差测试,通过i5系统空间误差补偿功能进行了补偿。最后通过加工样件验证了该技术的实际加工效果。     

数控机床热误差建模与补偿

数控机床热变形误差对零件加工精度有重大影响。基于GA-SVR(遗传算法-支持向量回归机)的数控机床热误差建模方法要点有三:其一是数据采样,用不同传感器测量机床关键点的温度与机床主轴变形量。其二是数据训练,把获得的数据进行支持向量回归机建模训练,同时使用遗传算法寻找支持向量回归机相关参数的最优值。其三是数据建模,建立机床热误差模型,并验证模型的准确度。仿真及实验结果表明,基于GA-SVR的数控机床热误差建模方法具有精度高和鲁棒性强的特点。并依此算法建立了以DSP和A/D为核心的热误差补差补偿器。     

数控机床位置误差建模与补偿

基于空间机构的分析与综合,利用机器人运动学中的齐次变换,提出了数控机床几何误差的一般模型,并针对一台立式加工中心,验证了模型的正确性。所提出的模型和结论,可推广应用于多轴数控机床的误差建模与补偿。     

数控机床位置误差建模与补偿

基于空间机构的分析与综合,利用机器人运动学中的齐次变换,提出了数控机床几何误差的一般模型,并针对一台立式加工中心,验证了模型的正确性。所提出的模型和结论,可推广应用于多轴数控机床的误差建模与补偿。     

数控机床能耗控制的优化研究与应用

数控机床是典型的用能产品,由于各种损耗和辅助功能的存在,加工过程中能效一直比较低。为此,对数控机床能耗控制进行研究。以Simens840D sl数控系统为例,在分析数控系统的控制原理基础上,根据加工特征编制宏程序,实现系统动态的加工能效优化;基于不同工作状态下,根据机床闲置时间的长短,制定机床待命、系统待命和关机3种节能控制方案,通过编制相应的PLC控制逻辑,实现数控机床智能化的低能耗控制;将PAC3200/4200多功能测量仪集成于数控机床,实现对数控系统及辅助设备的能量消耗进行定量的测量和分析,实时获取生产现场的机床能量数据。该方案已成功应用于龙门移动式数控机床,并取得理想的效果,能够实现对能耗优化控制,提升机床的性能,使其更具市场竞争力。     

五轴数控机床几何误差的建模与补偿技术

实时误差补偿技术是近代机床技术的研究重点,多轴数控机床的误差补偿问题有很高的难度和研究价值。本文提出了基于多体系统的五轴数控机床几何误差建模技术,研究了误差补偿的关键,即表示几何误差的参数,同时为了评估建模的好坏,研究了基于多体系统的切削工件过程仿真。     

YORK冷水机建模与能耗分析

本文以冷源系统为出发点,采用改变冷却水进水温度的方法来优化冷水机的性能。分别从机理模型和系统辨识模型两方面建立了YORK冷水机的装置模型和能耗模型。在此基础上分析了影响冷水机能耗的参数,得到冷却水进水温度与冷水机能耗的关系曲线。