国家自然科学基金(51235009)
- 作品数：29 被引量：261H指数：11
- 相关作者：赵万华张俊张会杰刘辉胡敏更多>>
- 相关机构：西安交通大学中国人民武装警察部队工程大学沈阳机床集团更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺自然科学总论自动化与计算机技术更多>>
- 云计算在智能机床控制体系中的应用探析被引量：12
- 2018年
- 以智能机床的控制体系为着眼点,通过分析机床控制系统的发展及所存在问题,提出将云计算的概念与数控机床智能控制相结合是解决问题的有效途径。针对国内外云计算在制造业的应用现状,分析得出以云计算为基础设计和调整机床控制体系这一研究思路,具有一定的创新性,可以依靠云计算的本质特点,构建一种新颖的、具备云计算基本特点的开放式控制结构,根据计算的压力来对计算能力进行配置,符合机床智能化的总体趋势。研究提出智能机床云控制体系的概念,剖析其内涵,并结合云计算架构,给出控制体系设计可采取分层级、任务化、数据流控制的思路。最后,设计智能机床云控制体系的总体结构,并研究将智能机床云控制体系的进行分解而后依据总体框架汇总的具体实施方法。研究结果为进一步分析在这种控制架构下,数控系统的计算能力、存储能力、数控机床的加工精度等内容,用以验证设计方案的可行性及特点提供了总体构想。因此,研究结果可以为解决智能机床的系统集成、大数据处理、计算速度和精度以及开放性问题提供一定的方法论。
- 黄莹黄莹卢秉恒
- 关键词：云计算
- 动梁式龙门机床双轴同步系统的模型建立及不同步误差分析被引量：20
- 2013年
- 根据动梁式龙门机床双轴同步系统的结构及运动特点,将双轴同步系统的动态特性分为平动和扭转两部分分别进行动力学建模。基于模型推导出双轴不同步误差的解析计算公式,得到双轴同步系统中各结构参数以及加速度、速度输入信号对于不同步误差的定量影响关系。分析得到两轴传动刚度比、摩擦阻尼比以及机械耦合部分重心移动对于不同步误差的影响关系。在DK-1200机床上,实际测量几种不同输入信号下的双轴不同步误差,并将试验测量结果与理论计算结果相比较,验证了不同步误差计算公式的准确性。
- 程瑶梁滔赵万华
- 关键词：动力学建模
- 考虑负载变化的机床传动系统时变动特性研究被引量：1
- 2014年
- 在航空薄壁件的加工过程中,由于材料去除率大会导致工件质量变化剧烈(简称"负载变化"),使得丝杠传动系统的驱动负载变化较大,进而影响传动系统的动态性能。为获得机床传动系统的时变特性,首先对考虑负载变化和导轨滑块副摩擦特性的传动系统进行动力学物理模型等效,并采用集中参数法建立动力学模型。理论分析了传动方向等效阻尼系数随负载变化的变化规律和不同负载下传动系统的固有频率和加速度振动响应的变化规律。理论分析结果表明,机床传动系统的动态性能在工件材料大切除率加工过程中存在着时变动特性。传动系统的等效阻尼系数随着负载的减小而减小,固有频率和加速度振动响应幅值则随负载的减小而增加,并且都具有很强的非线性行为。最后通过模态测试实验验证了理论分析的正确性。
- 张会杰刘海涛张俊赵万华
- 关键词：传动系统动力学模型
- 面向增压器叶轮加工工艺的柔性自动化生产线设计被引量：5
- 2020年
- 增压器叶轮作为压气类发动机的核心部件,被广泛应用于航空航天、汽车及国防等领域,其质量直接影响机械效率和空气动力学性能。针对某汽车用涡轮增压器的叶轮,由于叶轮整体结构复杂,叶片薄且加工难度大、需求量大等特点,首先,根据技术要求研究并确定该叶轮的加工工艺,主要包含工艺参数、毛坯选择、定位基准面选择等;其次,根据确定的工艺选择合适的数控机床、刀具并设计出满足要求的夹具;最后,从叶轮工艺等出发,展开叶轮柔性生产线设计方案研究。该生产线减少了人为因素的不确定性,提高了叶轮的制造精度与生产效率,实现汽车用增压器叶轮的高精高效制造。
- 张会杰唐煜赵万华
- 关键词：叶轮生产线
- 轴间耦合下多轴联动机床的位置维动态特性分析被引量：10
- 2014年
- 多轴联动机床刀尖点在空间运动过程中由于机床结构构形改变和轴间耦合作用,会造成动结合部刚度的非线性变化,进而改变系统惯性矩阵、刚度矩阵元素的量值,从而导致系统动态特性的改变。以一台典型的三轴联动龙门机床为研究对象,采用集中参数法建立轴间耦合下三轴联动机床系统的动力学模型,并推导系统的动力学方程,其系数矩阵是系统运动状态的函数。利用所建模型,对系统频率和频率响应函数相对于位置参数的变化进行分析。仿真和试验结果表明:轴间耦合作用对多轴联动机床的动态特性影响较大,系统的固有频率及对应幅值与刀尖点在x轴、y轴、z轴运动位置的变化有很大关系,极端位置的固有频率相差10%左右,响应的幅值变化量可达2倍左右。
- 王磊刘海涛杨啸张俊赵万华
- 数控机床基础大件精度保持性研究被引量：17
- 2014年
- 针对国产机床生产厂家振动时效工艺不规范导致数控机床基础大件精度保持性较差这个问题,提出了一种振动时效工艺参数选择方法。该方法通过模态分析和谐响应分析的方法对振动时效的工艺参数进行合理选择。在此基础上,对两个相同床身分别在原振动时效工艺和新振动时效工艺下进行振动时效的效果评价试验,结果表明,新工艺下的振动时效平均应力消除率为65.1%,原工艺下为38.5%,新振动时效工艺下床身的应力消除率是原振动时效工艺下的1.69倍。由此验证了提出的新振动时效工艺的正确性和有效性,表明该方法能够显著提升数控机床基础大件的精度保持性。
- 胡敏余常武张俊赵万华寸花英袁胜万
- 关键词：精度保持性振动时效盲孔法
- 多因素耦合条件下数控机床进给系统负载惯量比的综合分析与设计被引量：15
- 2014年
- 负载惯量比是数控机床进给系统性能分析与设计的重要内容,数控机床的高速化、高精度化发展使得负载惯量比的优化选择问题更加突出。这要求设计者能够系统地分析负载惯量比与系统性能之间的相互关系,并为之提供负载惯量比的精确有效的设计方法。采用双惯量机械系统模型,通过解析分析与数值试验相结合的方法,分析负载惯量比与能量匹配效率的关系;分析了半闭环与全闭环两种控制结构下负载惯量比与控制增益上限、闭环频率特性以及抗干扰动刚度的关系;并在此基础上给出了数控机床进给系统负载惯量比的设计步骤与方法。为数控机床的设计者提供一种在多因素作用下设计最优负载惯量比的方法,具有理论和实际的工程价值。
- 刘辉黄莹赵万华卢秉恒
- 关键词：数控机床进给系统
- 面向运动平稳性的直线电机推力频谱特征分析被引量：3
- 2015年
- 针对直线电机推力谐波直接作用于驱动部件会降低进给系统运动平稳性的问题,综合考虑伺服驱动电路和电机结构非线性,利用等效磁化电流法和麦克斯韦方程,得到了纹波力、齿槽力、端部力、齿槽效应与电流谐波耦合力以及电感不对称力等5部分推力谐波的解析表达式。计算过程考虑了多个谐波因素之间的耦合作用,弥补了以往单一因素分析直线电机推力谐波的不足。研究结果表明:受驱动电路和电机结构非线性的影响,直线电机推力夹杂有众多的谐波成分,而且各个谐波成分之间相互耦合;这些推力谐波直接作用于机械系统,会造成进给系统显著的位移波动;随着进给速度的增加,推力谐波影响增大,尤其在进给速度为5、20和33m/min附近,推力谐波激起了机械系统共振,位移波动急剧增大;纹波推力幅值随着驱动电流谐波幅值的减小而减小;电机的极距与齿槽距之比、齿槽开口与齿槽距之比,对于齿槽力的主要谐波阶次以及幅值都有重要影响,尤其当齿槽开口与齿槽距之比为0.625时,齿槽力各阶次谐波均为0。
- 马成方杨晓君张俊吕盾赵万华
- 关键词：直线电机运动平稳性
- 多因素条件下平面蜘蛛手动力学的可视化分析
- 2021年
- 为了能够直观了解平面蜘蛛手(并联2自由度机械手)的驱动力(矩)大小及其影响因素,在分析了平面蜘蛛手动力学微分方程的组成形式后,提出了一种动力学可视化图谱分析方法,即分别对影响驱动力(矩)的重力因素项、速度因素项和惯性因素项进行单独研究,得到平面蜘蛛手末端点在工作空间任意位置下的三因素项大小,并绘制成彩色图谱,方便设计人员直观分析机械手的动力性能。根据图谱得到平面蜘蛛手高速运动区域和低速运动区域,对快速完成物料搬运和路径规划起到指导作用。这一研究对充分发挥平面两自由度机械手的动力性能及后续机械手轻量化设计具有重要意义。
- 张启航邵敏李源王晶
- 关键词：机械手动力学可视化分析路径规划
- 高速高加速度下的进给系统机电耦合被引量：37
- 2013年
- 高速高加速度进给对数控机床提出了更高的要求,也增加了对机电耦合的研究难度。从理论分析和仿真的角度,分别对高速高加速度下,伺服系统、机械系统以及切削力的频率特性以及其时变特性进行分析,探究高速高加速度对进给系统机电耦合的影响。结果表明,随着速度和加速度的增大,机械系统的质量分布会随着位置的不同发生偏移;丝杠螺母副以及轴承副的轴向刚度随着加速度的不同而不同,并且随着加速度的增大,存在刚度突变点;伺服输出力频率特性受电感非线性的影响也发生变化,随着速度的增大;伺服输出力的频率成分增大,频率幅值增大,随着加速度的增大,伺服输出力的频率不变,幅值增大;刀具安装偏置对切削力的影响更加明显,切削力谐波成分增多;各个系统间的相互作用变得更加复杂,机电耦合对运动精度的影响更加凸显。
- 卢秉恒赵万华张俊杨晓君王磊王磊张会杰
- 关键词：机电耦合频率特性
