转台-摆头式五轴机床几何误差测量及辨识

为降低转动轴几何误差对转台-摆头式五轴机床精度的影响,提出了基于球杆仪的位置无关几何误差测量和辨识方法。基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了转台-摆头式五轴机床位置无关几何误差模型,依据旋转轴不同运动状态下的几何误差影响因素建立基于圆轨迹的四种测量模式,并实现10项位置无关几何误差的辨识。利用所建立的几何误差模型进行数值模拟,确定转动轴的10项位置无关几何误差对测量轨迹的影响。最后,采用误差补偿的形式实验验证所提出的测量及辨识方法的有效性,将位置无关几何误差补偿前后的测量轨迹进行比较。误差补偿后10项位置无关几何误差的平均补偿率为70.4%,最大补偿率达到88.4%,实验结果表明所提出的建模和辨识方法可用于转台-摆头式五轴机床转动轴精度检测,同时可为机床精度评价及几何精度提升提供依据。     

套管螺纹全参数化几何模型及旋合仿真

根据圆锥螺旋面形成理论,推导出了构成ＡＰＩ圆套管螺纹四段圆锥螺旋面的方程,建立了套管螺纹全参数化的几何模型,以此模型研制了接箍和套管内外螺纹旋合过程的计算机仿真系统,可用于研究套管螺纹设计参数的变化对接箍和套管内外螺纹旋合几何接触性能的影响。     

基于Symlets小波滤波的滚珠丝杠伺服进给系统频响特性辨识

高速、高加速度条件下,滚珠丝杠进给系统所具有的弹性特性会对其频率响应特性造成很大影响.通过分析转矩输入信号和加速度输出信号的幅值和相位关系可以实现对进给系统频响特性的辨识.通过集中质量方法对弹性滚珠丝杠传动系统进行建模,由拉格朗日能量法和状态空间分析对系统的频响特性进行计算.并进一步利用试验方法完成进给系统频响特性的辨识.为了减少量化噪声、白噪声和有色噪声对辨识信号的影响,提出通过Symlets小波滤波方法对有限差分方法得到的加速度信号进行小波滤波处理后,再进行幅值和相位信号的提取和频响函数的拟合.仿真和试验最终证明Symlets小波滤波方法能有效地减少噪声对加速度信号的影响,提取出有效信号,实现对进给系统频响特性更为精确地辨识.     

数学形态学滤波器在转子失衡识别中的应用

针对转子运行过程的动态信号中噪声干扰严重、转子失衡识别精度低的问题,利用数学形态学滤波器能够有效滤除噪声干扰、提高信号信噪比的特点,采用数学形态学滤波器和傅里叶变换相结合的方法对转子振动信号进行降噪处理,并对转子工作状态下的工频幅值、相位进行准确提取,运用加、减质量配重可以改变转子失衡状态的特性,利用影响系数法对转子失衡进行识别计算。实验结果表明,本方法在转子失衡识别中能够有效滤除多种噪声干扰,提高转子失衡识别精度。     

可转位面铣刀铣削力解析建模与实验研究

以灰铸铁端面铣削为研究对象,建立了可转位面铣刀铣削力解析模型。进行灰铸铁HT250铣削实验,采用快速标定斜角铣削力系数方法进行铣削力系数辨识。结果表明,在选定的工艺参数范围内,建立的铣削力模型具有较高的预测精度。基于该铣削力模型,还研究了铣削参数对铣削力的影响规律。     

主轴转速对半导体芯片切割品质的影响

针对目前大量使用的有机材料基板芯片和使用量相对较少的铜板基板芯片，分别设计了一组实验，并对由实验切割出来的芯片的主要评价项目逐项进行了检测，明确了主轴转速对两种芯片的外形尺寸误差、芯片的喇叭口现象、切断面的角度误差、崩碎坑的数量和大小、表面粗糙度等的影响；得出了不管是哪一种基板的芯片，出现不合格的主要是崩碎坑指标这一结论。通过分析和比较，得出了实际使用的主轴转速不宜低于15000r／min这一对于高速切割机的设计和切割工艺的制定具有重要参考价值的结论。     

半导体芯片切割加工品质的评价方法

在对日本一些著名半导体生产企业实际生产中所用的质量控制方法和企业生产规范进行认真分析的基础上,提出了一组具有代表性的主要检测项目和相应的检测方法.设计了一组芯片切割实验方案并进行了切割实验,对所提出的检测项目及要求逐项进行了检测.明确了在正常切割条件下各项指标出现不合格品可能性的大小,证明了所提出的检测项目和检测方法对于控制芯片切割品质的有效性.研究成果对于芯片切割加工品质评价方法的规范化和标准化,对于高速切割机的设计和切割工艺的制定等均具有重要的参考价值.     

基于RS-485的单片机与三菱变频器通讯的多电机控制研究

在C8051Fx系列单片机与三菱变频器之间采用RS-485总线通讯的控制方式,实现了对多台异步电机的控制,并将其应用到机床主轴转速的全数字控制中。系统分析了单片机与三菱变频器通讯的硬件连接、通讯协议、变频器设置,并给出应用实例。     

基于无传感器信息的数控机床伺服进给系统性能评估研究

无传感器测试是相对于加速度、切削力、声发射、球杆仪等外置传感器信息采集、分析的一种策略,即深入研究数控机床伺服控制系统内置的电机编码器、光栅尺、电机伺服驱动器霍尔电流传感器等测试元件所提供的信息,通过合理规划测试路径进行激励,并结合基于先进的信号数据处理方法,对伺服进给系统动态性能进行评估。     

基于Windows全软件数控系统实时性的研究

为了解决全软件数控系统中由于系统响应定时性不够所导致在自动加工过程中出现断续等不稳定的问题,通过分析Windows操作系统下的几种采用定时中断方式来获得数控实时控制的方法,提出一种利用外部硬件实现系统高精度定时时钟的定时方法.通过在Windows环境中编写WDM(Windows Driver Model)设备驱动程序来响应高精度定时时钟,从而实现全软件数控系统的强实时控制.实验证明采用该定时方法的全软件数控系统定时精度可达到20 μs ,解决了在Windows操作环境下基于PC机的全软件数控系统的实时性控制问题.