高速高精度电子齿轮箱技术研究及实现

针对齿轮加工机床中展成和差动运动对多轴联动速度和精度的严格要求,在分析齿轮加工工艺的基础上构建了软件电子齿轮箱（EGB）的理论模型,研究了其在基于ARM+DSP+FPGA嵌入式数控系统中的实现方法及电子齿轮箱开关过程中的速度处理策略,详细分析了数控系统中数据信息的传递过程。最后,设计了专用带参数的G代码,通过NC编程实现对电子齿轮箱的控制,并在自行研发的滚齿数控系统中实现了电子齿轮箱的NC控制。     

基于电子齿轮箱的内啮合强力珩齿同步误差补偿方法研究

电子齿轮箱作为一种特殊的多轴联动控制技术,是齿轮展成加工机床数控系统中的控制核心,其同步控制精度决定齿轮加工精度。内啮合强力珩齿作为一种重要的齿轮精密加工工艺,其展成加工精度很大程度上由电子齿轮箱的控制精度决定。文章结合强力珩齿加工的运动学模型,建立了内啮合强力珩齿的电子齿轮箱模型,将强力珩齿加工各运动轴跟踪误差的相对差值定义为同步误差,并将其映射到齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差上;提出一种基于电子齿轮箱的同步误差补偿控制方法,建立了同步补偿控制模型;在d SPACE半实物多轴运动仿真平台上,进行内啮合强力珩齿加工的运动控制实验。实验结果表明：所提出的基于电子齿轮箱的同步误差补偿方法可以有效降低内啮合强力珩齿的同步误差。     

基于齿轮时变啮合过程的修形齿面设计方法研究

斜齿轮啮合过程中的理想齿面为渐开螺旋面,但在实际的服役过程中,由于齿轮受载、热变形以及支承变形等因素的影响,实际齿面与理想齿面存在一定的偏差,通常采用齿面修形的方法来减小由于位置偏差引起的齿面偏载及振动。现有的修形方式往往采用考虑载荷大小的公式法计算修形量,虽然能在一定程度上提高传动性能,但仍存在设计精度不高的问题。提出一种基于齿轮时变啮合过程的拓扑修形齿面设计方法,以此来提高齿轮副传动的啮合性能。首先,通过沿斜齿轮接触迹线划分齿面的方式对石川公式进行改进,建立斜齿轮副齿面时变刚度模型;然后,根据齿轮副的实际啮合过程建立6自由度动力学方程;最后,根据动力学方程计算的齿面综合变形量设计补偿齿面拓扑修形量,并进行了动力学仿真。通过与采用传统公式法设计的修形齿轮进行仿真对比,验证了提出方法的有效性。     

齿轮精密制造关键工艺、机床及数控系统

介绍了圆柱齿轮数控加工主要工艺方法、装备及特点.阐述了齿轮精加工两种主要加工技术--磨齿和强力珩齿,重点介绍合肥工业大学现代集成制造与数控装备(CIMS)研究所在该领域主要研究工作进展.针对齿轮机床数控系统关键技术及发展,着重介绍了CIMS研究所的主要研究工作和取得的成果.展望了齿轮数控机床未来发展.     

Profibus—DP在柔性制造系统中的应用技术研究

柔性制造系统（FMS）以其离散化的加工特点,近年来在制造业中得到了迅速的发展,通过对FMS的工作特点分析后发现：通信的实时性是保证柔性制造系统体现其柔性的关键技术之一。以Profibus—DP现场总线为基础构建的教学型FMS控制系统,实现了监控系统的实时性动态仿真,并在实际应用与调试中得到证明。     

大惯量快速定位转台设计

介绍特定功能转台装置的设计过程,包括转台控制方案以及结构形式的确定。同时利用MATLAB对其控制方案进行了验证,仿真结果为控制参数的确定和电机等电器元件的选型提供了依据。     

基于递归特征分析的NURBS曲线插补算法

在分析NURBS曲线公式中基函数递归特征的基础上,提出了一种新的NURBS曲线插补算法。该算法通过前一个参数增量值和前一段插补弦长来确定下一个参数增量值,进而实现对参数的密化。仿真实验结果表明,该算法在改善弦长误差和减小计算量方面优于Taylor展开插补算法。     

数控滚齿机几何误差建模与分析

基于多体系统理论对数控滚齿机进行了结构分析,得到了数控滚齿机的拓扑结构;分析研究了相邻体的运动关系,根据相邻体的运动关系,结合数控滚齿机的拓扑结构,得出了数控滚齿机的几何误差模型;对所得到的几何误差模型进行解耦,获得了数控滚齿机各轴独立的补偿量。研究结果为数控滚齿机几何误差补偿的实现奠定了基础。     

电子齿轮箱同步耦合控制方法

结合齿轮加工电子齿轮箱运动控制模型,从几何角度推导了电子齿轮箱展成控制误差的计算公式,分析了电子齿轮箱展成误差的产生原因。提出了电子齿轮箱同步耦合控制方法,建立了同步耦合控制模型,并对控制模型进行仿真分析,对比了采用同步耦合控制方式和非同步方式的控制效果。最后将该控制模型应用到自主开发的齿轮加工数控系统中,仿真和实验结果表明,该方法能够有效提升电子齿轮箱的展成控制精度。     

基于模糊PID控制的新型伺服液压机位置控制系统研究

新型伺服液压机由交流伺服电机带动定量泵来控制主传动液压缸运动。新型伺服液压机电液伺服控制系统具有低阻尼、时变性、非线性等性质,使用传统PID控制难以达到满意的控制效果,在受到外界干扰时,容易产生过大超调,使得系统的动静态性能变差。采用PID控制和模糊控制相结合的模糊PID控制方法,可以在线调整PID参数。通过MATLAB/Simulink进行仿真, 结果表明与传统的PID控制相比,该方法改善了系统的动静态性能,同时也提高了控制系统的抗干扰能力。