国家高技术研究发展计划(SS2012AA040702)
- 作品数：9 被引量：33H指数：3
- 相关作者：蔡力钢刘志峰杨庆东韩秋实李启光更多>>
- 相关机构：北京工业大学北京信息科技大学北京北一机床股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家科技重大专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 非圆曲面XY直驱加工廓形误差交叉耦合控制被引量：3
- 2014年
- XY直驱平台加工非圆零件时,X、Y轴跟踪误差并不能直接反映廓形误差,且廓形误差的方向与跟随误差及轮廓的凹凸性密切相关,廓形误差补偿困难。针对该问题,分析了XY平台非圆零件加工机理,提出了外表面与内表面廓形加工X、Y轴跟踪误差耦合形成廓形误差的计算模型,并根据该模型设计了前馈交叉耦合控制器补偿廓形误差。建立了直线电机XY加工仿真模型,以修正心形曲面外表面与内表面轮廓加工为例,进行了常规加工与前馈交叉耦合廓形误差补偿控制对比仿真实验,并采用刀具轨迹法对仿真结果进行了进一步验证。结果表明,耦合误差计算模型具有很高的准确性,所设计的前馈交叉耦合控制器能够有效提高XY直驱平台的非圆轮廓加工精度。
- 彭宝营蔡力钢韩秋实杨庆东李启光
- 考虑摩擦的摆线锥齿轮参数激励振动特性研究
- 2014年
- 考虑摩擦与参数激励影响建立摆线锥齿轮副啮合模型。以齿轮副啮合点间沿啮合线相对位移为广义坐标,用Lagrange原理建立主、从动齿轮扭转振动平衡方程,通过降阶、解耦及归一化获得系统动力学方程。采用四五阶Runge-Kutta法对动力学方程求解,给出摩擦因子对轮齿啮合点位移响应关系曲线;基于系统参数激励,对比分析有无摩擦时阻尼水平、外载荷、传递误差、刚度及激励频率对振动特性影响规律,给出相应参数激励下位移响应关系曲线。仿真结果表明,摩擦能有效抑制轮齿啮合点参数激励位移响应幅值,使峰值频率发生漂移;摩擦、激励频率均能改变系统运动状态、增加系统运动的复杂性。
- 刘志峰郭春华杨文通张志民蔡力钢Jorge Angeles
- 关键词：摆线锥齿轮
- 一种新的非圆曲面零件切点跟踪磨削加工模型被引量：15
- 2013年
- 针对非圆曲面零件加工坐标计算比较复杂的问题,提出根据磨削点处曲率圆切线与极点连线间的夹角描述加工轨迹的方法,建立了一种新的非圆曲面回转类零件切点跟踪X-C联动加工模型;提出带加工余量的XC联动加工坐标计算公式,并从加工余量、砂轮半径变化和模型误差三个角度对非圆曲面切点跟踪加工模型误差进行分析。分别以椭圆活塞、方形车刀和凸轮磨削为例,采用砂轮反转法进行了加工轨迹仿真及模型误差分析验证,并在数控凸轮轴磨床上进行了凸轮磨削试验及加工误差分析。通过三种零件的仿真加工与凸轮磨削实验验证了模型的准确性及通用性,为非圆曲面类零件加工提供了依据。
- 蔡力钢彭宝营韩秋实杨庆东李启光
- 慢走丝线切割机床丝架的热误差建模被引量：1
- 2016年
- 慢走丝线切割机床上下丝架的误差受环境温度影响变化较大,且其相对位置的改变直接造成电极丝的位姿发生变化,从而使加工精度降低.针对某大型慢走丝线切割机床,用旋量理论建立其理论热误差模型,采用有限元的方法计算在环境温度改变时上下丝架在x、y、z方向上的变形量,并用MATLAB处理得出电极丝位姿在笛卡儿坐标系中的变化情况.构建实验平台实测不同环境温度下线切割机床上下丝架的热变形,基于径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络的M-RAN算法建立热误差模型.结果表明:该误差模型残差小于1μm,可以良好地反映出热误差分布及变化的规律.
- 刘志峰郭晋飞蔡力钢
- 关键词：慢走丝线切割机床热变形RBF神经网络
- 非圆曲面零件X-C恒磨除率变速磨削研究被引量：2
- 2013年
- 为实现非圆曲面零件X-C恒磨除率磨削,将磨除率分解为磨削点的移动速度、磨削接触弧长及工件宽度的乘积;通过改变C轴转速调整磨削点移动速度,实现恒磨除率磨削。因为X,C轴速度沿磨削点切线速度分量存在耦合,所以首先建立了非圆曲面磨削X-C联动速度关系模型,并据此提出了磨削点移动线速度计算公式;分析了非圆曲面磨削过程中接触弧长的变化情况,提出了磨削点处曲率圆与砂轮相交弧长代替磨削接触长的近似计算方法。以平底推杆凸轮加工为例,在数控凸轮轴磨床上进行了凸轮恒角速及恒磨除率变速磨削试验。实验结果表明,非圆恒磨除率变速磨削方法提高了磨削力的平稳度,从而提高了加工质量。
- 蔡力钢彭宝营韩秋实杨庆东李启光
- X-C直驱平台平面曲线轮廓磨削廓形误差非线性耦合控制被引量：7
- 2014年
- 为提高X-C平台的曲线轮廓加工精度,引入了双轴联动耦合控制思想。根据切点跟踪加工原理,提出X,C轴跟踪误差耦合形成廓形误差的计算模型,在此基础上设计了X-C直驱加工耦合控制系统。为削弱曲线轮廓X-C磨削过程中轮廓轨迹、加工速度变化、磨削力变化、控制参数等因素对轮廓精度的影响,研究非线性PID调节的控制策略来补偿控制X,C轴跟踪误差引起的廓形误差。建立了直线电机与力矩电机构成的X-C直驱加工平台仿真模型,并以凸轮加工为例进行非线性交叉耦合廓形误差补偿控制仿真实验。结果表明:与常规加工相比,所设计的非线性交叉耦合控制器能够在一定程度上提高X-C直驱平台曲线轮廓的加工精度。
- 彭宝营蔡力钢韩秋实杨庆东李启光
- 基于多体系统的龙门机床装配方案及预估优化被引量：1
- 2014年
- 针对龙门机床规格大、结构复杂、安装调试周期长、装配工艺要求高等特点,提出一种装配方案的预估优化方法,基于多体系统理论建立数学模型,将实际装配过程转化为由装配单元状态描述矩阵和装配单元过程描述矩阵交替连乘的变换形式,构建了机床装配的理论模型;通过分析精度、周期及相关系数三项指标,给出了装配方案的预估方法,并利用多指标面积图反映其优化效果。基于MATLAB开发了专用软件,以实现各模块间的矩阵变换计算和叠加分析,求解出方案,为龙门机床装配方案的建立和验证提供了实用工具。
- 刘志峰李端端刘壮壮安国平赵永胜郭宏升
- 关键词：多体系统龙门机床
- 基于灰色线性回归组合模型的机床热误差建模方法被引量：7
- 2013年
- 为了控制机床热误差和提高机床加工精度,考虑到测得的热误差数据同时存在着线性和非线性因素,提出了采用具有处理线性和非线性能力的灰色线性回归组合热误差模型的建模方法。用此方法对某卧式加工中心热误差进行了建模和预测,并引入BP神经网络对热误差模型的残差进行修正,从而获得了比较准确的热误差预测值。与用指数函数来模拟生成数据的灰色模型所获得的预测值进行了比较,证明了灰色线性回归组合及BP神经网络模型在机床热误差补偿建模应用中的优越性。
- 刘志峰潘明辉张爱平赵永胜蔡力钢
- 关键词：热误差BP神经网络卧式加工中心
- 混合预紧下高速电主轴涡动频率的理论研究
- 2015年
- 为了有效预测并控制高速电主轴的支撑刚度和临界转速,建立了角接触球轴承在混合预紧机理下的数值计算模型,对主轴系统进行有限元建模,耦合轴承组模型与转轴模型构成转轴-轴承模型.通过对整体模型计算获得主轴系统的动态特性参数,将结果反代入整体模型,进而进行循环迭代,从而研究主轴涡动频率.制定转轴-轴承模型动力学计算流程,研究了电主轴在不同工况下轴承支撑刚度和涡动频率等动态特性.理论计算结果表明:与传统计算方法相比,所建模型计算电主轴在高速运转时的动态特性具有更高精度.采用合理的预紧方式和预紧力有利于提高主轴系统在高速运转时的临界频率.
- 杨勇蔡力钢卓旭王义达刘志峰
- 关键词：角接触球轴承高速电主轴
