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

1

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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基于多方法融合的机床主轴系统FTA可靠性分析

2

作者 陈红霞 牛波 +2 位作者 李宏悦 张蛟腾 陈王浩 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期25-31,47,共8页

以某重型数控机床的主轴系统为研究对象,针对其故障分析时面临的结构复杂、关键功能部件系统的故障数据少等问题,采用主客观融合的方法展开FTA分析,深入剖析主轴系统发生故障的根本原因。针对专家评定底事件发生度时无法进行定量计算且... 以某重型数控机床的主轴系统为研究对象,针对其故障分析时面临的结构复杂、关键功能部件系统的故障数据少等问题,采用主客观融合的方法展开FTA分析,深入剖析主轴系统发生故障的根本原因。针对专家评定底事件发生度时无法进行定量计算且具有较大的个人主观性这一问题,采用熵权、灰色关联度方法对底事件主观发生度进行计算,减少专家评估造成的人为主观性误差。对于已经发生的故障,由于样本量较少,有时会忽略故障发生的偶然性,采用证据理论方法对底事件客观发生度进行计算,减少因重型机床故障数据不足导致的随机误差。最后采用熵权和TOPSIS法对故障树底事件主、客观发生度进行综合计算并排序,得出排名前4的底事件分别为:拉刀爪损坏、轴承磨损、油缸漏油及爬行、切削量大。这4个底事件对主轴系统故障的影响程度最大,企业在日常维护保养过程中应重点关注。 展开更多

关键词 重型数控机床 可靠性 主轴系统 故障树

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高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法 被引量：14

3

作者 赵亮 雷默涵 +4 位作者 朱星星 王帅 凌正 杨军 梅雪松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1165-1171,共7页

为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-... 为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-流-固有限元模型,并对冷却参数进行了仿真.利用搭建的温度控制系统,对有限元模型进行验证.结果表明,有限元模型能有效预测主轴系统热特性的变化规律,其冷却器的换热效率高,热平衡时间缩短了约68%,热误差减小了约19%.本研究为精密机床主轴热误差控制提供了一种新思路. 展开更多

关键词 数控机床 主轴系统 温度控制 热误差 热-流-固模型

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精密数控机床主轴系统多物理场耦合热态特性 被引量：10

4

作者 邓小雷 傅建中 +1 位作者 贺永 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1863-1870,共8页

在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法(FEM)进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空... 在综合分析数控机床主轴系统的边界条件的基础上,建立三维多物理场耦合流场-温度-结构场的稳态和瞬态热态特性分析模型,采用有限元分析法(FEM)进行仿真模拟.该模型考虑主轴系统各零部件的实际尺寸、零部件不同面的不同放置情况、外界空气在不同流动情况与不同定性温度下对分析结果的影响,考虑主轴系统在外加非圆截面弯管冷却液影响下的温度场分析情况.以某精密数控双磨头磨床主轴系统为例进行分析与实验验证.结果表明,提出的主轴系统多物理场耦合热态特性分析的模型与方法可以快速、有效以及较准确地获得主轴系统的热态特性. 展开更多

关键词 精密数控机床 主轴系统 耦合分析 热态特性 传热系数 热设计

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精密数控机床多主轴系统热平衡试验 被引量：5

5

作者 邓小雷 傅建中 +1 位作者 沈洪垚 陈子辰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1646-1653,共8页

对现有的精密数控机床主轴系统进行常规工况实验和空运转实验,提出一种数控机床热平衡试验方法,通过该实验方法可以获得数控机床主轴系统的热敏感点、温度场数据和热位移场数据以及热平衡时间等热态特性,以校验理论仿真分析,并建立误差... 对现有的精密数控机床主轴系统进行常规工况实验和空运转实验,提出一种数控机床热平衡试验方法,通过该实验方法可以获得数控机床主轴系统的热敏感点、温度场数据和热位移场数据以及热平衡时间等热态特性,以校验理论仿真分析,并建立误差模型,从而实现对主轴系统热特性的快速校核与加工误差补偿.在具有3个独立磨头主轴系统的直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床上,开展多主轴系统热平衡试验方法的具体案例研究,获得了其中两个理论上相同的立式磨头的主轴系统温升变化曲线、热变形变化曲线和热平衡时间等不同的热态特性,论证了多主轴热平衡实验对于消除多主轴机床差异性上的重要性,弥补了多轴系统热态特性分析在理论上分析的不足.通过将热平衡试验获得多主轴系统的热态特性结果用于指导热误差补偿工作,减小了机床热误差控制及补偿难度,提高了机床加工直线导轨曲面精度与工作效率. 展开更多

关键词 热平衡试验 多主轴系统 数控机床 热态特性 误差补偿

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数控机床主轴优化设计专家系统研究 被引量：16

6

作者 刘世豪 张云顺 王宏睿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期372-381,共10页

为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态... 为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态性能为优化目标,通过灵敏度分析法选择设计变量,建立主轴结构多目标优化设计的数学模型,并提出一种渐进优化算法用于模型求解,得到一种新的主轴结构优化设计方法。将主轴传动方式模糊优选法和主轴结构优化设计方法进行集成,从而形成一套数控机床主轴优化设计专家系统。以一种精密数控机床主轴的多目标优化设计作为应用案例,将优化设计结果与实际情况和实验结果进行对比分析,验证了所构造的数控机床主轴优化设计专家系统的可行性。 展开更多

关键词 数控机床 主轴 模糊逻辑 专家系统 优化设计

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数控机床主轴-立柱系统热态特性分析与测试 被引量：17

7

作者 邓小雷 戴温克 +2 位作者 周翎飞 周宜博 傅建中 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期601-609,共9页

针对数控机床主轴-立柱系统因受热变形而影响机床加工精度的问题,本文基于能量守恒定律建立了主轴-立柱系统耦合分析模型来获取其热态特性。该模型综合考虑了热源计算、传热系数计算、结构约束以及散热面放置情况等因素,并采用风速法来... 针对数控机床主轴-立柱系统因受热变形而影响机床加工精度的问题,本文基于能量守恒定律建立了主轴-立柱系统耦合分析模型来获取其热态特性。该模型综合考虑了热源计算、传热系数计算、结构约束以及散热面放置情况等因素,并采用风速法来获取主轴与空气间的传热系数。为了验证主轴-立柱系统耦合分析模型的有效性,本文设计并搭建了数控机床热态特性试验平台,以具体数控机床为研究对象获得了其主轴-立柱系统的温度场分布、热变形以及热平衡时间等热态特性。试验结果表明:各测点数据中温度的最长绝对误差和最大相对误差分别为0.71℃,2.94%,出现在主轴体的测点处,热变形的绝对误差和相对误差分别为1.49μm,8.71%,采用风速法建立的主轴-立柱系统耦合分析模型所获得的热态特性与试验获得的结果基本一致。本文的研究成果为数控机床减少热误差,提高精度保持性提供了参考。 展开更多

关键词 数控机床 主轴-立柱系统 风速法 耦合分析 热态特性 精度保持性

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数控机床主轴系统FMECA分析及改进措施 被引量：15

8

作者 王广勇 郭正才 朱艳飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第11期111-113,共3页

根据某国产数控机床生产厂家一年半的数控铣床主轴系统的维修记录,对数控机床主轴系统的故障部位、故障模式、故障原因以及致命度进行分析(FMECA);通过分析发现主轴系统的主要故障部位在轴承、皮带、主轴及丝杠位置处,总计故障率达到了7... 根据某国产数控机床生产厂家一年半的数控铣床主轴系统的维修记录,对数控机床主轴系统的故障部位、故障模式、故障原因以及致命度进行分析(FMECA);通过分析发现主轴系统的主要故障部位在轴承、皮带、主轴及丝杠位置处,总计故障率达到了70%,噪声为主要的故障模式,故障原因主要是部件之间存在松动、间隙或者损坏造成。通过致命度分析发现轴承的致命度最高,达到了0.002354;针对轴承、丝杠等故障问题提出了相应的改进措施,为数控机床主轴系统的可靠性设计和分析提供了依据。 展开更多

关键词 数控机床 主轴系统 FMECA 可靠性

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数控机床主轴系统动力学特性分析方法研究 被引量：11

9

作者 关锡友 孙伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第4期1-5,12,共6页

数控机床主轴系统的动力学特性直接影响着机床的加工精度、加工效率。文章在总结前人研究成果的基础上,对数控机床主轴系统动力学分析方法进行了综述研究。介绍了表征主轴系统动力学特性的参数,主要有静刚度、动刚度、极限切削宽度、固... 数控机床主轴系统的动力学特性直接影响着机床的加工精度、加工效率。文章在总结前人研究成果的基础上,对数控机床主轴系统动力学分析方法进行了综述研究。介绍了表征主轴系统动力学特性的参数,主要有静刚度、动刚度、极限切削宽度、固有频率及振型、阻尼特性和动响应。对现有的关于主轴系统动力学特性分析方法进行了归纳与总结,主要包括有限元法、传递矩阵法、阻抗耦合法、实验法等。指出了主轴系统结合部的动力学建模与参数辨识是研究主轴系统动力学特性的关键问题。最后,简要论述了主轴系统动力学研究的发展趋势,即未来应从主轴系统的精准建模、动力学综合优化和动态测试及分析等方面进行深入研究。 展开更多

关键词 主轴系统 动力学 分析方法 数控机床

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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

10

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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LM算法BP神经网络的数控机床主轴系统故障诊断 被引量：14

11

作者 刘金辉 任小洪 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期193-196,共4页

针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,... 针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,再通过Matlab仿真与传统BP神经网络相对比,仿真结果表明:传统BP神经网络存在较难实现快速、准确的故障定位问题,而BP神经网络LM算法作为故障诊断的核心算法收敛速度快、识别准确。该方案设计合理可行,有较好的应用前景,并给出应用了实例。 展开更多

关键词 数控机床 主轴系统 BP神经网络 LM算法 故障诊断

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基于FMECA的数控机床主轴系统故障分析（英文） 被引量：2

12

作者 张李铁 朱立达 《机床与液压》 北大核心 2015年第12期136-139,共4页

数控机床主轴系统是数控机床的关键子系统,其故障较多,而每次故障现象又比较单一,因此,单纯通过故障现象往往不能作为故障诊断和排除的依据。应用FMECA分析方法,分析数控机床主轴系统各组成部分的故障模式及故障原因,并进一步计算各组... 数控机床主轴系统是数控机床的关键子系统,其故障较多,而每次故障现象又比较单一,因此,单纯通过故障现象往往不能作为故障诊断和排除的依据。应用FMECA分析方法,分析数控机床主轴系统各组成部分的故障模式及故障原因,并进一步计算各组成部分的危害程度,得到的危害程度为制定设备维修策略提供了参考。 展开更多

关键词 数控机床 FMECA 主轴系统

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数控机床主轴驱动系统的选用研究

13

作者 周建来 陈书法 朱建忠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2002年第8期64-66,共3页

研究与分析数控机床主轴驱动系统的主流应用情况与发展趋势 ,就主轴驱动的实际选用与计算作了一些探讨。

关键词 数控机床 主轴驱动系统 选用

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QYLC10重型数控机床进给驱动系统设计与仿真

14

作者 董玉红 邵俊鹏 韩桂华 《现代制造工程》 CSCD 2007年第2期114-117,共4页

根据机械动力学原理,考虑进给丝杠轴的弹性,建立QYLC10重型数控机床进给驱动系统的数学模型,分析进给轴的刚度对系统性能的影响。基于MATLAB软件利用阿克曼极点配置法设计系统的状态反馈控制器,建立进给驱动系统的状态空间仿真模型,对... 根据机械动力学原理,考虑进给丝杠轴的弹性,建立QYLC10重型数控机床进给驱动系统的数学模型,分析进给轴的刚度对系统性能的影响。基于MATLAB软件利用阿克曼极点配置法设计系统的状态反馈控制器,建立进给驱动系统的状态空间仿真模型,对极点配置的可行性进行仿真分析。研究结果表明:进给驱动系统的刚度越低,系统的稳定性越差;利用阿克曼极点配置法可以把进给系统的闭环极点设置在任何期望的位置上,有效克服了进给系统刚度不足对稳定性的不利影响,使系统获得更理想的动态性能。所进行的研究对于其他高阶系统或多输入/多输出系统的控制器设计具有参考价值。 展开更多

关键词 重型数控机床 进给驱动系统 极点配置 MATLAB

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CMK61200D×80/32重型卧式车磨数控机床伺服系统

15

作者 郭庆鼎 周兵 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2007年第2期157-160,共4页

对CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的功能、精度和结构作了简单的介绍,对其伺服驱动系统各部分的功能作了详细的分析,目的在于研究交流伺服系统的扰动抑制问题.利用标准的H∞控制方法设计转速控制器,代替传统的PI控制器,克... 对CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的功能、精度和结构作了简单的介绍,对其伺服驱动系统各部分的功能作了详细的分析,目的在于研究交流伺服系统的扰动抑制问题.利用标准的H∞控制方法设计转速控制器,代替传统的PI控制器,克服了负载扰动等不确定性的影响,保证了系统具有较强的鲁棒性,大大地提高了CMK61200D×80/32L重型卧式车磨数控机床的加工精度.最后采用MATLAB软件对所提出的控制方案进行了仿真研究.仿真结果表明:标准的H∞控制无论是在上升时间、超调量和鲁棒性方面都优于传统的PI控制方案. 展开更多

关键词 重型卧式车磨数控机床 H∞鲁棒控制 伺服系统 永磁同步电动机 负载扰动

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数控机床主轴驱动系统维修两实例

16

作者 范丽杰 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第12期103-104,共2页

关键词 主轴驱动系统 数控机床 系统维修 维修过程

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新型数控机床主轴交流电机变频调速数控系统

17

作者 贺平 贺刚 夏秀红 《机电工程》 CAS 2000年第1期45-47,共3页

介绍了一种主轴交流电机变频调速数控系统。由于采用正弦波脉宽调制技术 ,能很大程度的减少因变频器输出交流电正弦波失真所造成的转矩脉动和电机损耗。

关键词 数控机床 变频调速 主轴 交流电机 数控系统

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数控机床控制系统专题讲座(Ⅱ)──数控机床的进给和主轴控制系统 被引量：1

18

作者 丁乃建 《基础自动化》 CSCD 1998年第6期50-54,共5页

介绍数控机床用进给控制系统及主轴控制系统的基本概念，着重叙述了位置控制的原理及典型系统。

关键词 进给控制 主轴控制 数控机床 控制系统

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重型数控机床全闭环伺服系统应用研究

19

作者 张家祺 蒋代卫 《机床》 CSCD 1992年第3期30-32,共3页

关键词 重型 数控机床 全闭环 伺服系统

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TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统热态特性结构优化研究 被引量：4

20

作者 王正杰 黄智 +3 位作者 许可 王立平 余发国 姜明 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第11期63-69,共7页

针对TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统的热态特性展开研究,首先采用有限元法(FEM)建立了主轴-滑枕系统的热态特性有限元模型,通过分析该系统的热源并确定热边界条件,利用ANSYS软件对系统温度场与热变形场进行了数值仿真,获得了... 针对TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统的热态特性展开研究,首先采用有限元法(FEM)建立了主轴-滑枕系统的热态特性有限元模型,通过分析该系统的热源并确定热边界条件,利用ANSYS软件对系统温度场与热变形场进行了数值仿真,获得了影响机床精度的关键部位。其次,分析了主轴前端轴承冷却套流量对系统热态特性的影响规律。最后,通过改进液压冷却方式和优化滑枕结构提高了主轴-滑枕系统的热态特性。为重型落地铣镗床结构优化设计和热变形误差补偿提供参考依据。 展开更多

关键词 重型数控落地铣镗床 主轴-滑枕系统 温度场 热变形 结构优化 有限元法

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