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数控铣床主轴热误差Bi-LSTM预测建模
1
作者 马宏宇 尹志宏 +2 位作者 叶愈 南朋涛 朱升硕 《机床与液压》 北大核心 2025年第14期51-57,共7页
为探究数控铣床复杂热源导致的主轴温升与热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的主轴热误差预测模型。以国产某型号精密数控铣床主轴单元为研究对象,采用激光位移传感器对主轴空转状态下的轴向热... 为探究数控铣床复杂热源导致的主轴温升与热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于双向长短期记忆神经网络(Bi-LSTM)的主轴热误差预测模型。以国产某型号精密数控铣床主轴单元为研究对象,采用激光位移传感器对主轴空转状态下的轴向热误差进行测量,借助温度传感器采集主轴关键温度测点的温度。采用萨维茨基-戈莱滤波器对主轴温升、热误差数据进行滤波降噪处理,使用手肘法确定最佳聚类数,利用模糊C均值聚类结合灰色关联度分析(FCM+GRA)方法完成温度敏感点的选取,避免温度测点之间多重共线性问题。最后,以主轴轴向热误差和温度敏感点温升数据为输入,建立主轴热误差Bi-LSTM预测模型,并基于平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)和相关性系数R 2对模型的预测效果进行评估。结果表明:与LSTM(单向长短期记忆神经网络)、GRU(门控循环单元)和BPNN(反向传播神经网络)相比,Bi-LSTM预测模型的MAE分别降低了18.5%、21.8%、44.1%,RMSE分别降低了9.5%、20.2%、43.8%。因此,Bi-LSTM主轴热误差预测模型具有更高的鲁棒性和准确性。 展开更多
关键词 数控机床 主轴热误差 FCM+GRA算法 Bi-LSTM模型 热误差预测
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数控机床主轴CAE数字孪生代理模型研究
2
作者 卢宥嘉 尹志宏 +3 位作者 李再参 南朋涛 朱升硕 山伟杰 《机床与液压》 北大核心 2025年第13期58-63,共6页
为保证数控机床数字孪生虚实模型的高保真性和实时性,以数控机床主轴系统为对象,提出一种建模策略,即基于数据驱动的泰勒网络模型,用泰勒网络代替神经网络模型,降低样本需求。同时为了提高样本利用效率,将动力学演化样本生成方法引入代... 为保证数控机床数字孪生虚实模型的高保真性和实时性,以数控机床主轴系统为对象,提出一种建模策略,即基于数据驱动的泰勒网络模型,用泰勒网络代替神经网络模型,降低样本需求。同时为了提高样本利用效率,将动力学演化样本生成方法引入代理模型优化设计,采用拉丁超立方抽样得到初始样本点集,再基于动力学演化计算生成均匀性更佳的样本点集,并结合泰勒网络构建出各自的机床主轴系统代理模型。通过与CAE仿真结果进行对比获得各自的平均误差,作为所构建的主轴系统代理模型精度的衡量标准。结果表明:借助泰勒网络模型的映射能力,成功地将主轴荷载与响应的高维、强非线性函数关系表示出来,所构建的代理模型平均误差均小于10%,且平均误差小于1%占比均高于85%;模型预测计算方面,单点预测耗时均小于10 ms,批量(100点)预测耗时最大为0.21 s,能够满足实时性需求。因此,将动力学演化点集应用在数控机床主轴系统代理模型构建中,能够建立实时性强且精度高的代理模型,在各误差范围内所构建的代理模型占比均明显优于未演化点集所构建的代理模型,适用于构建数控机床数字孪生高效准确的CAE代理模型。 展开更多
关键词 数字孪生 机床主轴系统 动力学演化采样 代理模型
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我国烟秆清理机械现状与发展建议 被引量：1
3
作者 郭天水 张权 +8 位作者 王祥 杨博凯 殷梓程 刘海旭 李鑫 叶婉茹 曹洋川 罗开平 时玲 《南方农机》 2023年第12期19-23,27,共6页
我国烟秆清理仍主要采用人工方式,费时费力,且效率低。随着农业机械化的持续推进,烟秆清理机械的研发项目越来越多,但仍存在许多亟待解决的实际问题。基于此,课题组分析了国内外烟秆清理机械发展现状,当前国外的烟秆清理机械技术较为先... 我国烟秆清理仍主要采用人工方式,费时费力,且效率低。随着农业机械化的持续推进,烟秆清理机械的研发项目越来越多,但仍存在许多亟待解决的实际问题。基于此,课题组分析了国内外烟秆清理机械发展现状,当前国外的烟秆清理机械技术较为先进,不仅工作效率高,而且还朝着多功能、自动化、信息化方向发展;我国烟秆清理机械按照功能的不同可以分为普通烟草拔秆作业机械和烟草拔秆粉碎作业机械,并举例分析了两类机械的结构以及工作原理。研究发现我国烟秆清理机械发展存在烟秆清理机械结构不合理、价格过高、研发基础较弱、烟区种植规模较小、不同地域对机械需求差异大等问题,并针对存在的问题提出了严格规范农艺要求、大力研发自走式多功能烟秆清理机械、加大农机购置补贴力度、促进烟草种植规模化等措施建议,以促进烟田清理机械化发展,并为烟秆清理机的进一步研究和开发奠定基础。 展开更多
关键词 烟秆 清理机械 现状 对策
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一种高精度回转工作台研发及应用 被引量：1
4
作者 尹作升 王维 +2 位作者 罗庆丰 苏敏 王超 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第S02期105-109,共5页
高精度回转工作台在卧式、立式加工中心机床上均有使用,作为回转轴参与到加工中心机床联动运动中,大大提高了设备的加工工艺性能。为了提高回转工作台的精度,对回转工作台进行整体结构设计,并对芯轴、滑座、回转轴进给机构及回转夹紧机... 高精度回转工作台在卧式、立式加工中心机床上均有使用,作为回转轴参与到加工中心机床联动运动中,大大提高了设备的加工工艺性能。为了提高回转工作台的精度,对回转工作台进行整体结构设计,并对芯轴、滑座、回转轴进给机构及回转夹紧机构进行结构优化设计,研制出一款工作台台面尺寸为800 mm×800 mm、台面承载可达2500 kg的回转工作台。通过试验验证,回转工作台的拆分式设计具有更好的维修性;回转进给机构的两段式蜗杆具有较好的精度调整;优化设计后的滑座能够满足工作台整体刚性要求;整体式加紧机构设计与刹紧环结构能够有效保障回转工作台的回转定位精度;回转工作台满足设计的回转精度与定位精度的要求,定位精度为5.2″,重复定位精度为3.6″,验证了高精度回转工作台设计有效性。 展开更多
关键词 高精度 回转工作台 结构设计 优化设计
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一种机床托盘交换装置研发及应用
5
作者 赛云祥 尹作升 +2 位作者 王维 苏敏 王超 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第S02期114-117,共4页
托盘交换装置是多托盘加工中心机床的关键功能部件之一,主要功能为实现托盘在机床上的快速准确交换。为解决现有装置在实际工程应用中存在回转定位不准、动作不平稳和交换速度较慢等问题,开展新型托盘交换装置的研发设计。通过产品研制... 托盘交换装置是多托盘加工中心机床的关键功能部件之一,主要功能为实现托盘在机床上的快速准确交换。为解决现有装置在实际工程应用中存在回转定位不准、动作不平稳和交换速度较慢等问题,开展新型托盘交换装置的研发设计。通过产品研制,新型托盘交换装置升降和旋转运动合理结合了液压与机械的有机联动,实现定位准确可靠;新型托盘交换装置偏载能力强,单边承载达2500 kg(托盘质量+工件质量);新型托盘交换装置交换时间可控制在18 s(现有装置交换时间为25~30 s),有效提高加工效率;新型托盘交换装置结构紧凑、占用空间小,便于安装和布局。通过性能稳定测试和应用验证,其整体性能较目前主流产品效果平齐,实现对配套于高精、高效卧式加工中心托盘交换装置类功能部件产品的自主可控。 展开更多
关键词 托盘交换 升降旋转 动作平稳 定位可靠
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齿盘定位回转工作台研发及应用
6
作者 王维 赛云祥 +2 位作者 尹作升 张州进 郭祥福 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第S02期123-127,共5页
高精度回转工作台在卧式、立式加工中心机床中应用广泛,其主要功能为携带工件进行角度旋转,实现工件不同角度孔、面的一次装夹加工。齿盘定位形式的工作台定位及回转夹紧功能通过上下齿盘的啮合时齿形精度进行保障,从而高精度齿盘的形... 高精度回转工作台在卧式、立式加工中心机床中应用广泛,其主要功能为携带工件进行角度旋转,实现工件不同角度孔、面的一次装夹加工。齿盘定位形式的工作台定位及回转夹紧功能通过上下齿盘的啮合时齿形精度进行保障,从而高精度齿盘的形状精度复刻出转台的定位和重复定位精度,且在定位过程中摩损较小,长期精度保持性极高,在拖动工件回转定位的优势通过其他机构难以替代,论文详细介绍了齿盘定位回转工作台的结构设计、动作实现及关键装配技术。 展开更多
关键词 齿盘定位 回转工作台 精度复刻 重复定位精度
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龙门机床主轴系统关键技术研究及应用 被引量：1
7
作者 王超 王维 +2 位作者 罗庆丰 苏敏 杨甫 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第S01期101-104,共4页
龙门机床作为通用机床中的主要产品,在机床产品中占有很大的市场份额。机床主轴作为关键部件之一,其系统的模块化规划与设计,须满足立式加工类设备的整体需求,其中,重载型主轴系统主要用于重型机床,文中介绍了作为龙门类机床主要部件之... 龙门机床作为通用机床中的主要产品,在机床产品中占有很大的市场份额。机床主轴作为关键部件之一,其系统的模块化规划与设计,须满足立式加工类设备的整体需求,其中,重载型主轴系统主要用于重型机床,文中介绍了作为龙门类机床主要部件之一的主轴系统的模块化设计和难点问题解决办法。 展开更多
关键词 机床主轴 系统模块化 重载型 关键部件
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龙门式铣镗加工中心主轴系统结构设计
8
作者 郭祥福 陈昊然 +1 位作者 罗庆丰 徐勇 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第S01期92-95,共4页
在立式机床高速主轴系统结构设计中,通过在传统齿轮上设置储油槽及导油通道,对轮齿形成大流量润滑以减小齿轮啮合时的热量及振动、噪声;通过主轴缓冲连接结构设计,有效减小乃至避免换刀时打刀缸作用于主轴轴承上的轴向力,从而减小轴承... 在立式机床高速主轴系统结构设计中,通过在传统齿轮上设置储油槽及导油通道,对轮齿形成大流量润滑以减小齿轮啮合时的热量及振动、噪声;通过主轴缓冲连接结构设计,有效减小乃至避免换刀时打刀缸作用于主轴轴承上的轴向力,从而减小轴承的磨损。同时,采用非接触迷宫式密封的轴承密封装置设计,避免主轴轴承润滑脂与齿轮传统系统润滑油混合导致的润滑劣化问题。在设计过程中,通过整合的主动抑热措施,从根源上减小立式主轴的热源,在应用时可与现有技术中的被动措施相结合,达到有效提高主轴系统热稳定性的目的。 展开更多
关键词 主轴系统 传动齿轮 缓冲结构 轴承密封装置 热稳定性
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可转位刀片圆弧过渡刃加工技术及装夹定位方法
9
作者 李嘉炜 王超 +3 位作者 非浩宇 张东宁 李宝奎 郭祥福 《工具技术》 2025年第5期117-122,共6页
圆弧过渡刃作为可转位刀片主流的刃口处理形式,可以充分发挥刀具的切削性能并提高其加工质量。针对圆弧过渡刃柱面、锥面、倒锥面、扭曲面等4种不同的过渡形式,建立统一的数学模型及加工几何模型,对四轴三联动周边刃磨机床进行工艺计算... 圆弧过渡刃作为可转位刀片主流的刃口处理形式,可以充分发挥刀具的切削性能并提高其加工质量。针对圆弧过渡刃柱面、锥面、倒锥面、扭曲面等4种不同的过渡形式,建立统一的数学模型及加工几何模型,对四轴三联动周边刃磨机床进行工艺计算分析。此外,在刀片装夹过程中,偏心和相位误差是影响加工精度的重要因素,通过提出有效的检测方法,及时发现和纠正这些误差,确保刀具在加工过程中的稳定性和精度。实验验证表明,这些检测方法具有较高的准确性和可靠性,为实际生产提供了有力支持。 展开更多
关键词 可转位刀片 数控周边磨床 偏心误差测量 相位误差测量
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