三回转自由度数控主轴结构设计与运动学分析 被引量：1

1

作者 王战中 刘超颖 +4 位作者 程林章 范晓珂 韩彦军 高文中 王军 《机床与液压》 北大核心 2011年第15期23-26,共4页

基于对3R斜交非球型手腕结构的研究和数控机床主轴功能的分析,提出一种具有3个连续回转自由度的数控主轴的概念设计,并用SolidWorks软件建立该主轴的三维模型。用D-H参数法建立该主轴的运动学模型,进行运动学分析和工作空间的分析与仿... 基于对3R斜交非球型手腕结构的研究和数控机床主轴功能的分析,提出一种具有3个连续回转自由度的数控主轴的概念设计,并用SolidWorks软件建立该主轴的三维模型。用D-H参数法建立该主轴的运动学模型,进行运动学分析和工作空间的分析与仿真。仿真结果表明:该主轴结构紧凑、惯量小、灵活度大,能够实现三维空间的任意姿态,扩大数控机床的加工范围。 展开更多

关键词 数控主轴 三自由度 仿真 运动学

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基于改进PSO算法的数控机床主轴优化设计 被引量：15

2

作者 朱成实 勾延生 +1 位作者 李铁军 李尚帅 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期2784-2788,共5页

通过分析主轴结构和加工过程中受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型。根据邓克莱法计算得到的一阶固有频率近似值,引入动态约束条件。针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入粒子群优化(PSO)算法,并提出了一... 通过分析主轴结构和加工过程中受载变形情况,建立了主轴优化设计的数学模型。根据邓克莱法计算得到的一阶固有频率近似值,引入动态约束条件。针对传统优化设计方法在解决主轴优化设计中出现的问题,引入粒子群优化(PSO)算法,并提出了一种惯性权重值适应性递减的粒子群(ADW)算法。将ADW算法用于数控机床主轴优化实例中,得到主轴结构参数优化组合。研究结果表明,运用所建立的主轴优化设计数学模型及改进粒子群算法可以得到主轴结构参数优化组合,充分显示了该研究方法的有效性。 展开更多

关键词 数控机床主轴 数学模型 粒子群算法 惯性权重 优化设计

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基于HHT的数控机床主轴振动监测系统的研制 被引量：14

3

作者 万海波 杨世锡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期48-52,共5页

为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时... 为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时域波形监测与特征数据监测两模块,其中特征数据监测模块具有监测频谱分布及时频分布功能。为更直观、准确反映数控机床主轴振动信号的非平稳特性,提出基于HHT的主轴振动信号特征提取方法,实现对振动信号时频分布的实时监测。数控机床主轴振动信号测试结果表明,该系统在监测信号时域波形与频谱分布的同时,能利用HHT的瞬时频率描述特性,实现对数控机床主轴振动信号时频分布的实时监测。 展开更多

关键词 数控机床主轴 监测系统 非平稳特性 时频分布 希尔伯特-黄变换

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采用天鹰优化卷积神经网络的精密数控机床主轴热误差建模 被引量：22

4

作者 李国龙 陈孝勇 +3 位作者 李喆裕 徐凯 唐晓东 王志远 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期51-61,共11页

针对数控机床因主轴热误差而严重影响加工精度等问题,结合求解最优解能力强的天鹰优化算法(AO)以及自学习和自适应能力强的卷积神经网络(CNN),提出一种采用AO-CNN的数控机床主轴热误差模型。根据磨齿加工过程特点,总结磨齿机主轴系统热... 针对数控机床因主轴热误差而严重影响加工精度等问题,结合求解最优解能力强的天鹰优化算法(AO)以及自学习和自适应能力强的卷积神经网络(CNN),提出一种采用AO-CNN的数控机床主轴热误差模型。根据磨齿加工过程特点,总结磨齿机主轴系统热变形规律,确定了X方向热误差为影响齿轮加工的主要因素;利用模糊C均值聚类(FCM)和相关系数法筛选出关键温度点;利用AO算法优化CNN结构的卷积核,并且建立AO-CNN的数控机床主轴X方向热误差预测模型。在2种不同转速的工况下对所建立模型的性能进行了验证,结果表明,采用AO-CNN进行热误差建模,数控机床X方向的热变形预测精度相比于CNN模型提高了15%,具有更加优越的预测精度。 展开更多

关键词 数控机床主轴 热误差建模 卷积神经网络 天鹰优化器 模糊C均值聚类

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数控机床电主轴虚拟教学系统的研究 被引量：2

5

作者 文怀兴 黄正祥 +1 位作者 蔡知旺 王春普 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第8期58-61,共4页

利用SolidWorks建立电主轴产品元件的三维实体模型,在虚拟现实软件Deep Exploration仿真平台上,利用Visual Basic将系统各模块高度集成,形成一个完整的虚拟教学系统。该系统可直观、真实、多角度地再现数控机床电主轴的拆卸和装配过程... 利用SolidWorks建立电主轴产品元件的三维实体模型,在虚拟现实软件Deep Exploration仿真平台上,利用Visual Basic将系统各模块高度集成,形成一个完整的虚拟教学系统。该系统可直观、真实、多角度地再现数控机床电主轴的拆卸和装配过程以及各零部件的三维模型,不仅有助于提高高校学生及企业员工的教学培训效果,同时在新产品的开发、展示,保证新产品的一次开发成功、及时发现产品设计中的问题等方面也具有重要作用。 展开更多

关键词 虚拟装配 数控机床电主轴 DEEP EXPLORATION VISUAL Basic

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轴承套圈专用双主轴数控车床的研发 被引量：2

6

作者 蒋立正 潘柏松 +1 位作者 蔡正力 吴仲胜 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第9期110-113,共4页

介绍了轴承套圈专用双主轴数控车床的设计方案,通过新旧工艺优缺点的比较,可知轴承套圈的连续加工工艺设计合理。另外还详细介绍了设计过程中的一些关键技术,如自动送料装置的设计、振动控制技术、双主轴同轴对置及双排刀架技术,最后对... 介绍了轴承套圈专用双主轴数控车床的设计方案,通过新旧工艺优缺点的比较,可知轴承套圈的连续加工工艺设计合理。另外还详细介绍了设计过程中的一些关键技术,如自动送料装置的设计、振动控制技术、双主轴同轴对置及双排刀架技术,最后对专用车床的液压系统工作原理和电气控制系统设计进行了简述。实践证明,轴承套圈可在上述专用车床上完成所有加工工序,实现高效、高精度加工。 展开更多

关键词 轴承套圈 双主轴数控车床 振动控制

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数控机床主轴热误差的数据驱动模型研究 被引量：4

7

作者 魏弦 《机床与液压》 北大核心 2018年第3期103-107,共5页

当实际工况与建模工况存在差异时,传统的热误差模型往往表现出较差的鲁棒性和预测精度,主要原因在于建模数据的局限性和模型的未建模动态。为了改善上述状况,提出了一种基于数据驱动的数控机床主轴补偿模型。此模型采用无模型自适应控... 当实际工况与建模工况存在差异时,传统的热误差模型往往表现出较差的鲁棒性和预测精度,主要原因在于建模数据的局限性和模型的未建模动态。为了改善上述状况,提出了一种基于数据驱动的数控机床主轴补偿模型。此模型采用无模型自适应控制算法建模,结合机床运行中生成的数据(温度数据和误差数据)对热误差模型进行实时修正,使模型能快速适应新的加工工况,从而提高模型的鲁棒性。在一台数控车床主轴上进行了试验验证,结果表明:无模型自适应控制与多元回归模型比较,其标准差、最大残差和误差平方和分别提高了41%、62%和56%,此模型的鲁棒性和预测效果好。同时,此方法为大数据在机床主轴热误差补偿中的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 热误差补偿 无模型自适应控制 数控机床主轴 大数据

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基于模糊故障树的某重型数控机床主轴系统可靠性分析 被引量：5

8

作者 陈红霞 王纪华 +2 位作者 马爱博 郭春成 李宏悦 《机床与液压》 北大核心 2022年第24期165-170,共6页

为提高数控机床主轴系统的可靠性,找出主轴系统的薄弱环节,以某重型数控卧式铣镗床主轴系统为研究对象,建立以主轴系统故障为顶事件的故障树。由于时间和成本的限制很难得到基本事件故障率的准确值,因此结合专家判断法和模糊集理论,将... 为提高数控机床主轴系统的可靠性,找出主轴系统的薄弱环节,以某重型数控卧式铣镗床主轴系统为研究对象,建立以主轴系统故障为顶事件的故障树。由于时间和成本的限制很难得到基本事件故障率的准确值,因此结合专家判断法和模糊集理论,将专家意见汇总为梯形模糊数,确定出基本事件的发生概率,对故障树展开定性定量分析,并计算基本事件的重要度。最后通过基本事件的重要度排序结果,确定出影响系统的关键故障因素。 展开更多

关键词 重型数控机床主轴系统 模糊故障树分析 梯形模糊数 可靠性分析

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基于Profinet的双主轴数控磨床控制系统的设计与实现 被引量：6

9

作者 朱俊 朱良峰 《机床与液压》 北大核心 2022年第5期129-132,37,共5页

在设计双主轴数控外圆磨床控制系统方案时,两个砂轮主轴电机转速采用模拟量模块控制,但数控系统只能支持一个模拟主轴的控制。为解决此问题,通过808D AD数控系统的Profinet总线通信接口连接S7⁃1200 PLC扩展第二模拟主轴。对第二模拟主... 在设计双主轴数控外圆磨床控制系统方案时,两个砂轮主轴电机转速采用模拟量模块控制,但数控系统只能支持一个模拟主轴的控制。为解决此问题,通过808D AD数控系统的Profinet总线通信接口连接S7⁃1200 PLC扩展第二模拟主轴。对第二模拟主轴进行数控编程时用R参数代替S转速指令,使用GET指令、S7通信协议将转速指令发送至远程PLC端,再从PLC的模拟量模块中输出;第二模拟主轴的编码器连接至PLC的高速计数器输入口,使用PUT指令将实际转速传输至数控系统侧;针对双主轴磨削工艺设计制作808D AD的用户自定义界面,可显示2个主轴的指令转速、实际转速。结果表明:采用总线通信,系统抗干扰能力强,第二模拟主轴的转速误差可以控制在10%以内,对主轴转速控制或非联动位移轴控制具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 双主轴数控磨床控制系统 Profinet总线 S7⁃1200 PLC

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一种兼顾搅拌摩擦焊及数控加工的主轴结构研究 被引量：1

10

作者 许荆波 朱钢 +3 位作者 梁伟明 蒋文潇 赵岩 王旭 《机床与液压》 北大核心 2023年第10期119-123,共5页

搅拌摩擦焊技术目前已成功跨出试验研究阶段,发展成为可以替代熔焊技术的工业化实用固相连接技术,广泛应用于高铁、航空航天及管道焊接加工中,展示出显著的技术优势和经济效益。设计一种采用伺服电动缸驱动的回抽式搅拌摩擦焊主轴结构,... 搅拌摩擦焊技术目前已成功跨出试验研究阶段,发展成为可以替代熔焊技术的工业化实用固相连接技术,广泛应用于高铁、航空航天及管道焊接加工中,展示出显著的技术优势和经济效益。设计一种采用伺服电动缸驱动的回抽式搅拌摩擦焊主轴结构,能够在匹配搅拌摩擦焊加工工艺的前提下,经过简单改造将设备转变成数控加工中心主轴,大幅扩展了设备的应用范围,转变灵活,节约了大量的设备采购成本。 展开更多

关键词 搅拌摩擦焊 数控主轴 伺服电动缸

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浇注温度对数控机床主轴性能的影响

11

作者 李海清 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第11期92-94,共3页

采用不同浇注温度进行了40Cr VZr钢新型数控机床主轴的铸造,并进行了拉伸和磨损性能的测试与分析。结果表明：随浇注温度从1500℃增至1620℃,主轴的拉伸性能和磨损性能均先提高后下降。与1500℃浇注相比,1575℃浇注时主轴的抗拉强度和... 采用不同浇注温度进行了40Cr VZr钢新型数控机床主轴的铸造,并进行了拉伸和磨损性能的测试与分析。结果表明：随浇注温度从1500℃增至1620℃,主轴的拉伸性能和磨损性能均先提高后下降。与1500℃浇注相比,1575℃浇注时主轴的抗拉强度和屈服强度分别增大56、50 MPa,断后伸长率减小,磨损体积减小15×10^-3mm^3。主轴的浇注温度优选为1575℃。 展开更多

关键词 40CrVZr新型主轴 数控机床主轴 浇注温度 铸造工艺 拉伸性能 磨损性能

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数控机床主轴的多元复合涂层改性研究 被引量：3

12

作者 吴慧媛 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第16期165-167,共3页

采用低温超音速火焰喷涂方法,实现了40Cr数控机床主轴的Ti-Ni-Cu-Cr-Y多元复合涂层制备,并对涂层进行了表面硬度测试、磨损试验、抗高温氧化试验和抗震性试验的对比和分析。结果表明,与未处理试样相比,低温超音速火焰喷涂Ti-Ni-Cu-Cr-Y... 采用低温超音速火焰喷涂方法,实现了40Cr数控机床主轴的Ti-Ni-Cu-Cr-Y多元复合涂层制备,并对涂层进行了表面硬度测试、磨损试验、抗高温氧化试验和抗震性试验的对比和分析。结果表明,与未处理试样相比,低温超音速火焰喷涂Ti-Ni-Cu-Cr-Y多元复合涂层,明显提高了40Cr数控机床主轴的表面硬度、耐磨性、抗高温氧化性和抗震性。其中,表面硬度增加了69%,磨损体积减少了64%,300℃×96 h高温氧化后的单位面积质量增重减小了90%,阻尼本领提高了203%。 展开更多

关键词 数控机床主轴 多元复合涂层 低温超音速火焰喷涂 改性 Ti-Ni-Cu-Cr-Y

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CKS7815型双主轴数控车床的设计制造 被引量：3

13

作者 马维新 王丽 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第2期72-74,共3页

介绍在设计双主轴数控车床过程中应注意且必须解决的一些关键技术。

关键词 双主轴数控车床 电主轴 双面刀盘

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双主轴双刀架数控车床的设计制造 被引量：3

14

作者 狄寿刚 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第12期98-100,共3页

介绍尾架形式的双主轴双刀架设计当中的几点关键技术。

关键词 双主轴双刀架数控车床 可编程尾架 锁紧

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五轴联动三主轴大型数控龙门铣床再制造技术探索与应用 被引量：3

15

作者 赵刚 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第12期25-30,共6页

中国商飞上海飞机制造有限公司的五轴联动三主轴(5A3P)数控龙门铣床是一台已使用近30年的机床,运用当代机械传动部件、数控自动化技术对其再制造更新升级:合理利用设备原有结构,更换、修复磨损零部件,全面升级数控系统。最终结果全部达... 中国商飞上海飞机制造有限公司的五轴联动三主轴(5A3P)数控龙门铣床是一台已使用近30年的机床,运用当代机械传动部件、数控自动化技术对其再制造更新升级:合理利用设备原有结构,更换、修复磨损零部件,全面升级数控系统。最终结果全部达到并部分超越机床原厂技术指标及性能。该大型5A3P数控龙门铣床的再制造在国内属于同类型设备再制造的最早的探索之一,实现了节约成本的目标,达到了节能节材、保护环境的效果。 展开更多

关键词 五轴联动三主轴大型数控龙门铣床(5A3P) 数控机床再制造

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Index公司多线程数控多主轴自动化车床

16

《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2005年第4期84-85,共2页

关键词 Index公司 多线程 数控多主轴自动化车床 MS32 MS52

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一种改进的永磁同步主轴电机速度估算方法 被引量：2

17

作者 黄科元 蒋智 +1 位作者 黄守道 杨卫星 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期893-898,938,共7页

对永磁同步主轴电机的模型进行分析,提出一种改进的永磁同步主轴电机速度估算方法。该方法根据估算电流与实际电流的误差修正估算速度值,并结合所提出的修正参数选取原则,能准确估算出电机转速。实验表明电机快速加速性能好,能在1s时间... 对永磁同步主轴电机的模型进行分析,提出一种改进的永磁同步主轴电机速度估算方法。该方法根据估算电流与实际电流的误差修正估算速度值,并结合所提出的修正参数选取原则,能准确估算出电机转速。实验表明电机快速加速性能好,能在1s时间内从静止加速到额定转速(6000r/min),高速运行时控制精度高,抗负载冲击能力强,鲁棒性好,适用速度范围宽,低速运行时在低于2%额定转速时仍能满载稳定运行,从而验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 数控主轴 无速度传感器 速度估算 低速性能 快速加速 高精度

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双主轴义齿加工系统综合性能研究 被引量：5

18

作者 张霖 廖文和 +1 位作者 王杰 刘姿 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期28-32,共5页

介绍了一台用于口腔修复的小型双主轴义齿快速加工系统。对加工系统提出了满足口腔医疗环境的功能需求及义齿加工所需的主要技术指标,确定了系统总体结构布局。对构建的加工系统进行了结构振动模态试验分析,获得了系统结构关键区域的振... 介绍了一台用于口腔修复的小型双主轴义齿快速加工系统。对加工系统提出了满足口腔医疗环境的功能需求及义齿加工所需的主要技术指标,确定了系统总体结构布局。对构建的加工系统进行了结构振动模态试验分析,获得了系统结构关键区域的振型。建立了基于多体系统理论的系统空间几何误差模型,用激光干涉仪测量法进行了误差辨识,实现了系统空间几何误差补偿。最后进行了人体磨牙冠义齿铣削加工试验,制品表面粗糙度Ra的平均值为0.8μm,满足医学口腔修复要求。 展开更多

关键词 义齿加工 双主轴数控加工 模态试验 空间几何误差 多体系统

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数控机床温度无线检测智能补偿系统设计 被引量：6

19

作者 曹莉 曾黄麟 乐英高 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第9期63-65,共3页

介绍了一种数控机床主轴及主轴电机温度无线检测与控制系统。该系统采用CC2430单片机为控制射频芯片,选用数字温度传感器DS18B20为数控机床主轴及主轴电机、左右光栅温度的检测元件。采用IAR Embeded Workbench和LabVIEW开发了上位机温... 介绍了一种数控机床主轴及主轴电机温度无线检测与控制系统。该系统采用CC2430单片机为控制射频芯片,选用数字温度传感器DS18B20为数控机床主轴及主轴电机、左右光栅温度的检测元件。采用IAR Embeded Workbench和LabVIEW开发了上位机温度无线监控程序界面,详细介绍了系统的设计过程及具体的实现方法。实验结果表明,该系统具有灵敏度高、实时性好、稳定、准确、操作简单等优点,为数控机床的加工精度及安全无故障运行提供了保证。 展开更多

关键词 ZIGBEE CC2430 数控机床主轴 温度传感器DS18B20 温度监控

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基于GRA-PCA的机床主轴系统热敏感点优化 被引量：3

20

作者 杨泽青 吕硕颖 +2 位作者 薄敬东 陈英姝 刘丽冰 《机床与液压》 北大核心 2020年第23期93-98,共6页

热敏感点优化选取是热误差建模过程中的关键问题,所选取的热敏感点优劣将直接影响热误差模型的精确性和鲁棒性。提出一种灰色关联分析(GRA)和主成分分析(PCA)结合的机床主轴系统热敏感点优化方法,采用GRA筛选对热误差影响较大的温度测点... 热敏感点优化选取是热误差建模过程中的关键问题,所选取的热敏感点优劣将直接影响热误差模型的精确性和鲁棒性。提出一种灰色关联分析(GRA)和主成分分析(PCA)结合的机床主轴系统热敏感点优化方法,采用GRA筛选对热误差影响较大的温度测点,机床主轴不同位置处的多个测点温度值以及主轴在对应温度下产生的热漂移作为分析数据,通过计算温度变量与热漂移之间的灰色关联度,得到其灰色综合关联度矩阵,确定二者相关性后初选温度变量;根据PCA将高度相关的温度数据简化为较少的相互独立的主成分,将其作为后续热误差模型的输入,从而实现热敏感点优化。将该方法应用于数控机床主轴系统,优化完成的热敏感点数据作为主轴热误差模型的输入变量。结果表明:将优化所得热敏感点作为BP热误差模型输入,预测所得热误差与实际热误差的平均残差为0.83μm,低于仅采用灰色关联分析法优化热敏感点的5.18μm及仅采用主成分分析法优化热敏感点的4.57μm,机床z轴热变形预测精度得到显著提高,有利于改善加工精度。 展开更多

关键词 数控系统主轴 灰色关联分析 主成分分析 热敏感点优化 热误差模型

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