GB/T 42707《数控机床远程运维》系列标准解读与应用

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作者 张培森 王金江 +2 位作者 薛瑞娟 黄祖广 张颖 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期217-224,共8页

数控机床远程运维是保障数控机床加工质量、安全可靠运行、提升企业效益的有效手段,从数控机床远程运维层级架构和运维服务功能维度对GB/T 42707系列标准主要内容进行了解读。首先分析了GB/T 42707系列标准的体系结构;其次从远程运维服... 数控机床远程运维是保障数控机床加工质量、安全可靠运行、提升企业效益的有效手段,从数控机床远程运维层级架构和运维服务功能维度对GB/T 42707系列标准主要内容进行了解读。首先分析了GB/T 42707系列标准的体系结构;其次从远程运维服务平台和运维服务功能分析了数控机床远程运维的层级架构;再次针对状态信息采集、健康状态评估、故障诊断和状态预测等功能,解析了标准条款及相关技术要求;最后选取某五轴加工中心为研究对象,搭建了远程运维平台,形成了标准应用案例。便于使用者对标准内容的理解,对该系列标准的应用推广,远程运维技术在数控机床领域的落地实施,提升我国机床可靠性、稳定性水平具有重要意义。 展开更多

关键词 数控机床 远程运维 标准 状态监测 健康状态评估 故障诊断 故障预测

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基于PMAC数控系统采集的超精密机床导轨快速圆轨迹偏差的在线评估

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作者 段昊 吴东旭 +3 位作者 李永杰 李云飞 黄晓路 王玉伟 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第9期194-200,共7页

针对超精密机床加工复杂曲面光学元件时的动态轨迹精度检测需求,提出一种基于高性能可编程多轴控制器(powerprogrammablemulti-axiscontroller,PowerPMAC)的光栅位置信号直接采集方法。通过数控系统原生数据接口实时记录X/Z轴光栅坐标,... 针对超精密机床加工复杂曲面光学元件时的动态轨迹精度检测需求,提出一种基于高性能可编程多轴控制器(powerprogrammablemulti-axiscontroller,PowerPMAC)的光栅位置信号直接采集方法。通过数控系统原生数据接口实时记录X/Z轴光栅坐标,实现圆轨迹偏差的在线评估。相较于传统球杆仪或激光干涉仪,该方法无需外部传感器,避免了在机床外部架设设备。试验结果表明,在进给速度为100mm/min的圆弧插补测试中,圆轨迹偏差3σ为±5.5nm(置信度99.1%),其中X轴偏差3σ为±4.1 nm(置信度98.7%),Z轴偏差3σ为±3.7 nm(置信度98.2%)。该方法为超精密机床的自由曲面加工工艺优化、动态误差机理研究及实时补偿提供了高效、低成本的检测方案,同时为比较不同超精密机床的性能提供了性能可视化保障,为未来的超精密机床的数字孪生提供了数据支撑。 展开更多

关键词 超精密机床 自由曲面 圆轨迹 象限突起 多轴联动

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智能化数控系统标准体系研究 被引量：1

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作者 薛瑞娟 王楚婷 +1 位作者 于东 黄祖广 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第5期68-79,共12页

作为数控机床的“大脑”,数控系统能够直接影响生产加工的成本及效率。随着新一代信息技术的飞速发展及其与先进制造技术的深度融合,数控系统的智能化水平已经成为影响智能制造实现的关键因素,智能化数控系统也成为智能制造的重点研究... 作为数控机床的“大脑”,数控系统能够直接影响生产加工的成本及效率。随着新一代信息技术的飞速发展及其与先进制造技术的深度融合,数控系统的智能化水平已经成为影响智能制造实现的关键因素,智能化数控系统也成为智能制造的重点研究对象。文章以智能制造对数控系统提出的转型升级需求为导向,梳理国内外数控系统智能化技术的相关研究,分析智能化数控系统标准需求,结合标准化工作方法,构建智能化数控系统标准体系框架,从基础共性标准与关键技术标准两大方面规划标准体系。旨在填补智能化数控系统战略顶层设计的空白,为智能化数控系统的发展提供参考,同时为相关标准制定提供指导。 展开更多

关键词 智能化数控系统 标准体系 基础共性 统一模型 边缘智能

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高精度双V型滚动导轨在精密坐标镗床床身上的设计与应用

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作者 陈凯 王得全 +2 位作者 张金华 徐萌 聂应新 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期151-158,共8页

为解决运动平行度小于4μm/m的超高精度滚动导轨在精密坐标镗床发展过程中依赖进口、供货渠道受限且种类单一的问题,推进其国产化进程十分必要。首先,通过结合滑动导轨及滚动导轨结构的优点,并设计外部可调预紧力装置,提出了一种新型双... 为解决运动平行度小于4μm/m的超高精度滚动导轨在精密坐标镗床发展过程中依赖进口、供货渠道受限且种类单一的问题,推进其国产化进程十分必要。首先,通过结合滑动导轨及滚动导轨结构的优点,并设计外部可调预紧力装置,提出了一种新型双V型滚动导轨结构,应用于精密坐标镗床床身;其次,借助有限元分析验证了该结构设计的可行性;最后,优化了滚动导轨的加工、装配工艺路线及检验方法,完成了该滚动导轨从设计到应用的研制,为超高精度滚动导轨国产化提供了新的解决方案。经过试验测量,双V型滚动导轨运行稳定,快移速度达30 m/min,承载能力优于同规格进口滚动直线导轨,运动平行度达到3μm/m。 展开更多

关键词 精密坐标镗床 双V型滚动导轨 可调预紧力 高精度 有限元分析

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一种基于自研装置的五轴RTCP误差检测及补偿方法

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作者 邱明勇 杨赟 +1 位作者 陈阁 杜正春 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第5期44-48,共5页

五轴机床的旋转刀具中心点(rotational tool center point, RTCP)误差会极大地影响机床加工零件的精度,研究五轴机床的RTCP误差检测及补偿方法,对提升五轴机床的精度具有很重要的意义。为了解决现有的RTCP误差检测及补偿方法在精确性、... 五轴机床的旋转刀具中心点(rotational tool center point, RTCP)误差会极大地影响机床加工零件的精度,研究五轴机床的RTCP误差检测及补偿方法,对提升五轴机床的精度具有很重要的意义。为了解决现有的RTCP误差检测及补偿方法在精确性、经济性、测量效率方面的有效平衡问题,提出一种基于自研装置的RTCP检测方法,能快速、简单、高效地补偿五轴联动机床回转中心的位置误差和角度误差。试验结果表明,该方法显著提升机床各方向上的RTCP精度,最高接近90%,具有较强的适用性。 展开更多

关键词 数控系统 五轴机床 RTCP 精度检测 误差补偿

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滚珠丝杠进给系统弹性变形预测方法

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作者 宋昱 孔令飞 +4 位作者 黄祖广 李珂 杨帅 马家豪 杨振 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第8期149-155,共7页

依据滚珠丝杠进给系统的实际布局形式,建立了包含系统惯性力和摩擦扰动综合作用下的进给系统弹性变形计算架构。以进给系统等效2-DOF模型为基础,结合Bouc-Wen迟滞形态函数,构建了进给系统预滑移非线性迟滞与滑移线性特征共存的摩擦扰动... 依据滚珠丝杠进给系统的实际布局形式,建立了包含系统惯性力和摩擦扰动综合作用下的进给系统弹性变形计算架构。以进给系统等效2-DOF模型为基础,结合Bouc-Wen迟滞形态函数,构建了进给系统预滑移非线性迟滞与滑移线性特征共存的摩擦扰动混合形态表征模型,明晰了不同移动参数或轨迹下电机-丝杠端和丝母-工作台端摩擦扰动的输出变化特征及其边界。以此为基础,通过理论计算与实验结果的对比,探明了综合考虑惯性力及摩擦扰动作用下滚珠丝杠进给系统弹性变形与移动速度、加速度及轨迹形式之间的关联关系,验证了文章所提出的Bouc-Wen混合形态摩擦模型对提升进给系统弹性变形预测精度的有效性,这将为实现高速精密机床滚珠丝杠进给系统弹性变形的精准抑制提供新的解决途径。 展开更多

关键词 滚珠丝杠进给系统 弹性变形 混合形态摩擦模型 预测精度 动力学模型

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基于遗传算法的加工中心精度优化分配方法

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作者 李珂 黄祖广 +4 位作者 程竑力 张大卫 梁爽 任国喜 周雪鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期170-176,共7页

为优化几何精度并提升五轴卧式加工中心的正向设计水平,提出一种基于遗传算法的精度分配方法。以某公司生产的精密五轴卧式加工中心为研究对象,首先,分析其结构和误差元素,利用多体系统理论和齐次坐标变换原理建立几何误差模型;其次,在... 为优化几何精度并提升五轴卧式加工中心的正向设计水平,提出一种基于遗传算法的精度分配方法。以某公司生产的精密五轴卧式加工中心为研究对象,首先,分析其结构和误差元素,利用多体系统理论和齐次坐标变换原理建立几何误差模型;其次,在加工空间中不同的位置对误差模型中的37项误差进行灵敏度分析,取单项误差在各位置的最大灵敏度作为全局灵敏度;最后,结合误差模型与灵敏度结果,通过Isight和Matlab软件结合,以总成本最小化和全局灵敏度与误差乘积之和最大化为目标,采用遗传算法进行精度分配。结果表明,优化后的加工中心能在保持原有精度的基础上成本降低5.89%,为五轴加工中心的工艺设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 卧式加工中心 遗传算法 误差建模 灵敏度分析 误差分配

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考虑结合面刚度的卧式加工中心整机结构分析

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作者 李珂 黄祖广 +4 位作者 周雪鹏 张大卫 任国喜 陈红昌 程竑力 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期132-140,共9页

为准确分析精密卧式加工中心的静动态特性并找出薄弱环节,提出了一种结合面刚度和阻尼的计算方法,并建立了考虑结合面刚度的有限元仿真模型。在静刚度分析中,X、Y、Z三向静刚度分别为93.85、117.45、182.54 N/μm。其中,X向刚度最弱。... 为准确分析精密卧式加工中心的静动态特性并找出薄弱环节,提出了一种结合面刚度和阻尼的计算方法,并建立了考虑结合面刚度的有限元仿真模型。在静刚度分析中,X、Y、Z三向静刚度分别为93.85、117.45、182.54 N/μm。其中,X向刚度最弱。动态特性分析显示,机床前四阶固有频率分别为44.22、74.40、87.19、105.68 Hz,且其中三阶模态由立柱引起,表明立柱是动态特性的薄弱环节。刚柔耦合仿真分析进一步表明,影响整机刚度的重要性依次为立柱、主轴箱、床身、工作台。综上分析可得,立柱是该卧式加工中心静动态特性的薄弱环节,改进立柱结构可有效提升整机的静动态性能。 展开更多

关键词 卧式加工中心 结合面刚度 静态分析 动态分析 刚柔耦合

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薄膜反馈节流器参数设计与特性研究

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作者 吴东旭 张明月 +4 位作者 李云飞 田自杰 朱生根 段昊 王玉伟 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第10期161-165,共5页

针对薄膜反馈节流器在静压技术中的关键作用,通过理论建模、数值分析与实验研究相结合的方法,系统探究了节流器参数设计与特性调控规律。建立了节流器流量特性数学模型,揭示了流量与节流间隙的理论关系,并分析了不同压差下薄膜形变对间... 针对薄膜反馈节流器在静压技术中的关键作用,通过理论建模、数值分析与实验研究相结合的方法,系统探究了节流器参数设计与特性调控规律。建立了节流器流量特性数学模型,揭示了流量与节流间隙的理论关系,并分析了不同压差下薄膜形变对间隙的动态调节机制。通过搭建实验装置,测试了输入油压及节流间隙对输出油压和流量特性的影响规律。实验结果表明,输出油压随间隙增大呈单调递增趋势;流量特性方面,实验测试数据与数值计算结果整体变化趋势一致。并将该节流器应用于液体静压导轨实现导轨垂直方向刚度为2000 N/μm,水平方向刚度为525 N/μm。该研究为薄膜反馈节流器的参数优化与高精度制造提供了理论支撑与实验依据。 展开更多

关键词 薄膜反馈节流器 节流间隙 流量特性 输出油压 参数优化

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基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度模型

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作者 廖静平 裴二阳 +3 位作者 卢振伟 赵钦志 张妍 沈李 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期58-67,共10页

为准确获得热装HSK刀柄-刀具结合面动力学参数,提出一种基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度计算模型。根据赫兹接触和分形几何理论,推导了一般平面结合面接触刚度与接触载荷之间的数学关系,在获得热装HSK刀柄-刀具结合面接... 为准确获得热装HSK刀柄-刀具结合面动力学参数,提出一种基于分形理论的热装HSK刀柄-刀具结合面接触刚度计算模型。根据赫兹接触和分形几何理论,推导了一般平面结合面接触刚度与接触载荷之间的数学关系,在获得热装HSK刀柄-刀具结合面接触载荷分布的基础上,考虑热装HSK刀柄-刀具结合面接触的特殊形式,建立其结合面接触刚度的理论计算模型。通过敲击实验可发现,基于该计算模型的第一阶固有频率的相对预测误差为0.48%,验证了模型的有效性。分析了热装过盈量、刀具夹持长度和主轴转速等因素对结合面接触特性的影响规律。结果表明,热装过盈量和刀具夹持长度与结合面接触载荷和接触刚度之间近似呈线性比例关系,转速会削弱结合面的接触作用,在高转速条件下,降低效果更明显。研究结果为合理装配和使用热装HSK刀柄-刀具结构提供理论依据。 展开更多

关键词 热装 HSK刀柄-刀具结合面 分形理论 接触刚度 有限元分析

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基于伺服电机负载的在机换刀检测和防呆研究

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作者 都学飞 王军见 +4 位作者 张树丽 徐彪 张震震 陈欣 吕乐 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期191-198,共8页

针对伺服刀库在机换刀时因换刀位置偏差、主轴与刀柄配合偏差导致主轴爪瓣、刀库刀爪损坏的问题,开展在机换刀检测与防呆机制研究,通过在数控机床实时监测刀库及运动轴的电机负载数据,判断换刀位置偏差与主轴松拉刀状态,综合分析偏差数... 针对伺服刀库在机换刀时因换刀位置偏差、主轴与刀柄配合偏差导致主轴爪瓣、刀库刀爪损坏的问题,开展在机换刀检测与防呆机制研究,通过在数控机床实时监测刀库及运动轴的电机负载数据,判断换刀位置偏差与主轴松拉刀状态,综合分析偏差数据,运用趋势分析法、模糊算法形成一套有效的在机换刀检测诊断机制。 展开更多

关键词 伺服刀库 负载数据 换刀检测 趋势分析法 模糊算法

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