(4)液壓油路的改裝設(shè)計(jì),。目前大部分加工中心動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)用了液壓回路這一技術(shù),液壓回路的基本原理是利用液壓元件組件完成油路結(jié)構(gòu),,這些元件結(jié)構(gòu)包括速度控制回路結(jié)構(gòu),、壓力控制回路結(jié)構(gòu)、加工中心給進(jìn)回路結(jié)構(gòu),、方向控制回路,、多執(zhí)行元件控制回路等[1],。本加工中心改造在油路設(shè)計(jì)上還是和加工中心C9220A的液壓油路一樣。如圖2,取消了原來后拖板的液壓系統(tǒng),,將原控制前拖板往復(fù)運(yùn)動(dòng)的二位四通電磁閥改為三位四通電磁閥,,從而使中間擺動(dòng)式液壓油缸具有中停功能,方便在換型號(hào)調(diào)整過程中的對(duì)刀,,提高換型號(hào)效率,。(5)配套專用組合夾具。模塊化組合式夾具是在加工中心夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工藝裝備系統(tǒng),。其工作原理類似于“搭積木”,,由一套結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,、系列化,,具有完全互換功能的通用元件和組合件,按具體零件的加工要求在較短的時(shí)間內(nèi)組裝而成,。
基于NI CompactRIO硬件,,使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境為工具進(jìn)行多層次編程,開發(fā)了一套多傳感加工中心狀竺監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,實(shí)現(xiàn)振動(dòng),、噪聲、溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)采集,、顯示、存儲(chǔ),、處理功能,,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其功能。相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,基于虛擬儀器技術(shù)搭建的系統(tǒng)具有更大的擴(kuò)展性與可重構(gòu)性,。同時(shí),本系統(tǒng)硬件便攜且擁有工業(yè)級(jí)的設(shè)計(jì),是理想的用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的平臺(tái)。這套系統(tǒng)的建立為了解各類加工中心設(shè)備生產(chǎn)狀態(tài)提供了方案,,也為進(jìn)一步進(jìn)行基于加工中心生產(chǎn)狀態(tài)信息的研究打下了良好的基礎(chǔ),。
本文以一種圓弧齒輪加工用虛擬軸加工中心為研究對(duì)象,,為提高虛擬軸加工中心的加工精度和抑制滑??刂浦械亩秳?dòng)現(xiàn)象,提出了基于改進(jìn)干擾觀測(cè)器的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法來控制虛擬軸加工中心的伺服電機(jī).仿真結(jié)果表明:提出的基于改進(jìn)觀測(cè)器的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法能夠有效地觀測(cè)系統(tǒng)中存在的不確定性因素,,從而抑制了不確定性因素對(duì)位置跟蹤性能的影響,,系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力;同時(shí)滑??刂浦械亩秳?dòng)現(xiàn)象也得到了明顯改善.
本文所提出的一種基于工業(yè)機(jī)器人的CNC柔性工作站智能生產(chǎn)線,,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,,系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)便,在惡劣的工作環(huán)境如高濕,、高溫,、強(qiáng)干擾的條件下工作穩(wěn)定,相比于傳統(tǒng)的人工上下料模式具有更高的工作效率和更穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量,,具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,。
利用RSM建立了 XK713型CNC加工中心關(guān)于工藝參數(shù)的切削能耗模型,揭示了切削加工過程中工藝參數(shù)對(duì)加工中心能耗的某些影響特征,。加工中心能耗隨著材料去除率的增大而減小,,要想獲得較低的單位切削能耗和較高的加工中心能效,應(yīng)該盡可能選取較大的工藝參數(shù),。使用大工藝參數(shù)一方面可以縮短切削時(shí)間,,降低加工中心總能耗,另一方面可以增加單位時(shí)間內(nèi)的金屬去除量,。干切削條件下,,刀具磨損加劇,工件發(fā)熱量和加工中心總能耗較大,,這些因素對(duì)單位切削能耗和加工中心能效的影響顯著,,抑制了工藝參數(shù)值增大對(duì)提高加工中心能效的作用。這是導(dǎo)致測(cè)試樣本中工藝參數(shù)最優(yōu)值均未出現(xiàn)在樣本參數(shù)******值上的原因,。加工中心待機(jī)以及空載狀態(tài)的能耗很大,,設(shè)計(jì)加工中心時(shí)應(yīng)該盡可能降低加工中心的待機(jī)及空載能耗,加工時(shí)則盡可能減少待機(jī)以及空載時(shí)間,。利用RSM可以得到響應(yīng)曲面的最優(yōu)上升路徑即獲取最優(yōu)的工藝參數(shù),,從而有效降低單位切削能耗,提高加工中心能效,。
本文以試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論為基礎(chǔ),,針對(duì)某型號(hào)精密臥式加工中心,通過MIMO模態(tài)分析法,,獲得了整機(jī)?及局部的模態(tài)參數(shù),,并以此為依據(jù)進(jìn)行了加工中心的動(dòng)態(tài)性能分析,完成的研究工作具體包含以下幾個(gè)方面:(1)在對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論研究的基礎(chǔ)之上,,利用激勵(lì)系統(tǒng),,響應(yīng)信號(hào)采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理系統(tǒng)三部分搭建了試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試系統(tǒng)。(2)利用試驗(yàn)?zāi)B(tài)測(cè)試系統(tǒng),對(duì)整機(jī)及局部(工作臺(tái)和立柱)進(jìn)行了模態(tài)測(cè)試,,獲取了整機(jī)及局部的固有頻率,、模態(tài)振型和阻尼比。(3)通過整機(jī)模態(tài)測(cè)試結(jié)果的分析,,驗(yàn)證了整機(jī)具有良好的低頻特性,。同時(shí),,將測(cè)試結(jié)果與加工中心實(shí)際使用情況相比較,確定了工作臺(tái)與立柱是影響整機(jī)動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵因素。據(jù)此,,在實(shí)際裝配條件下對(duì)二者進(jìn)行了局部模態(tài)測(cè)試,。依據(jù)測(cè)試結(jié)果,對(duì)發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)提出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議以改進(jìn)其動(dòng)態(tài)性能。(4)通過對(duì)比整機(jī)與局部的模態(tài)測(cè)試結(jié)果,,得出對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型設(shè)備,,除進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析外,有必要結(jié)合實(shí)際裝配條件下的局部模態(tài)測(cè)試,,才能更好的分析其動(dòng)態(tài)特性的結(jié)論,。
本文建立了以最小加工時(shí)間和最低的碳排放置為目標(biāo)的優(yōu)化模型,并綜合考慮了實(shí)際加工過程中加工中心的固有屬性,、零件尺寸的要求,、零件加工的表面質(zhì)置等多方面的條件約束,可同時(shí)對(duì)多道工序的切削參數(shù)同步進(jìn)行優(yōu)化,,在改善加工效率的同時(shí)在降低碳的排放量上也取得一定效果,。(2) 將粒子群算法嵌入人工魚群算法,兩種算法相輔相成,并利用改進(jìn)的人工魚群算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解,。通過具體案例驗(yàn)證優(yōu)化模型并同其它算法的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行比較,。結(jié)果表明,改進(jìn)的人工魚群算法能獲得相對(duì)于其它基本算法更優(yōu)的結(jié)果,,驗(yàn)證了該算法的可行性,。
總而言之,在模具制造過程中,,CNC加工是不可忽視的重要環(huán)節(jié)之一,,CNC加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用其中。在模具CNC加工編程中,,相關(guān)人員必須結(jié)合其存在的問題,合理劃分工序與工步,準(zhǔn)確把握其順序,,確定好刀點(diǎn),、換刀點(diǎn),加強(qiáng)路徑規(guī)劃,,選擇適宜的刀具,、切削用量等,優(yōu)化利用多樣化的模具加工編程技巧,,動(dòng)態(tài)控制刀具運(yùn)動(dòng)情況,,提高模具型面CNC加工整體質(zhì)置,提高加工效益,。
CNC刀具按其結(jié)構(gòu)可以分為:(1)整體式,,即刀具由一個(gè)坯料制造而成,是一個(gè)整體,;(2)焊接式,即通過焊接的方法將刀桿和刀頭進(jìn)行連接:(3)機(jī)夾式,,是CNC加工中最常使用的刀具結(jié)構(gòu),;還包括諸如復(fù)合式、減震式等特殊型刀具結(jié)構(gòu),。CNC刀具的特點(diǎn):(1)切削性能好,。CNC刀具的精度高、剛性好,可以進(jìn)行強(qiáng)力和高速切削,。(2)壽命長(zhǎng),。CNC刀具材料多具有高性能、高韌性并且抗磨損程度高,,因此在使用過程中表現(xiàn)出較長(zhǎng)的壽命,。(3)高精度。CNC刀具可以通過采用可轉(zhuǎn)位刀片,,提高刀具的加工精度,,保證加工質(zhì)量。(4)自調(diào)功能,。CNC刀具通過機(jī)內(nèi)補(bǔ)償和機(jī)外預(yù)調(diào)機(jī)制,減少換刀調(diào)整的時(shí)間,,實(shí)現(xiàn)了快速更換。除此之外,,CNC刀具還具有可靠性,、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)
(1)基于多體系統(tǒng)理論和齊次坐標(biāo)變換方法,綜合考慮加工中心部件的幾何誤差,,對(duì)三軸CNC加工中心建立了幾何誤差預(yù)測(cè)建模,,并依據(jù)誤差元素與加工中心精度的關(guān)系建立了相關(guān)性分析模型。(2)采用拉丁超立方抽樣方法在幾何誤差元素空間內(nèi)抽樣,,并用相關(guān)系數(shù)對(duì)幾何誤差元素隨機(jī)輸入樣本集與其對(duì)應(yīng)的空間誤差向量集作相關(guān)性分析,,與傳統(tǒng)提取誤差元素在參考值的±10%?±20%范圍相比,更具有實(shí)際應(yīng)用意義,同時(shí)從設(shè)計(jì)角度考慮誤差元素對(duì)加工中心空間精度的定量影響,,為加工中心概念設(shè)計(jì)之后的精度分配提供了_種分析方法,。(3) 對(duì)三軸CNC加工中心進(jìn)行誤差相關(guān)性分析可知,直線度誤差,、定位誤差及z軸導(dǎo)軌與y軸導(dǎo)軌的垂直度誤差對(duì)加工中心空間精度影響較為嚴(yán)重,。該方法最終識(shí)別了影響加工中心加工精度的關(guān)鍵性誤差,并通過誤差補(bǔ)償驗(yàn)證了分析結(jié)果的有效性,。所得相關(guān)性系數(shù)可作為加工中心精度分配權(quán)重,,從而為精密CNC加工中心的設(shè)計(jì)提供重要的理論參考。