簡(jiǎn)介：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及高新技術(shù)的需要，精密及超精密加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要。幾十年來(lái)，超精密加工已成為工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的、效果最顯著的技術(shù)之一。本文密切結(jié)合河北省博士基金項(xiàng)目課題進(jìn)行研究，以超精密加工車(chē)床的開(kāi)發(fā)為目標(biāo)，以壓電材料學(xué)、彈性鉸鏈理論、虛擬樣機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)超精密車(chē)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上，完成了超精密車(chē)床的設(shè)計(jì)，通過(guò)三維建模，對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真；本論文完成了以下內(nèi)容◆設(shè)計(jì)了一臺(tái)小型化的基于空氣靜壓電主軸、空氣靜壓導(dǎo)軌、研磨絲杠和壓電陶瓷微進(jìn)給平臺(tái)的超精密加工車(chē)床?！粼O(shè)計(jì)了一種以壓電陶瓷作動(dòng)器為動(dòng)力源，彈性鉸鏈為彈性變形元件的新型微進(jìn)給刀架；在彈性鉸鏈分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了整體式微進(jìn)給用鉸鏈機(jī)構(gòu)，對(duì)彈性鉸鏈和平行鉸鏈運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行了建模，并進(jìn)行了剛度分析?！艋陂_(kāi)環(huán)控制的測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行了微進(jìn)給平臺(tái)的性能分析，包括位移電壓曲線性能，蠕變特性，穩(wěn)定性，重復(fù)性精度等，得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后得到微進(jìn)給平臺(tái)的綜合性能指標(biāo)?！艋谔摂M樣機(jī)仿真技術(shù)和PROENGINEER中的MECHANISM模塊，建立了數(shù)控車(chē)床的仿真模型，并利用其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，獲得了刀架上一點(diǎn)的位移、速度和加速度與時(shí)間的曲線，并得到了各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的包絡(luò)曲線，通過(guò)分析，設(shè)計(jì)的機(jī)床能夠滿足要求。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)微進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給分辨率為001ΜM；開(kāi)環(huán)控制時(shí)，重復(fù)定位精度為008ΜM；車(chē)床可以達(dá)到納米級(jí)進(jìn)給精度；最后對(duì)全文的研究工作和取得的進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，并提出了進(jìn)一步研究的建議和設(shè)想。

簡(jiǎn)介：數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修技術(shù)是企業(yè)生產(chǎn)的重要保障但由于現(xiàn)代化的設(shè)備不僅昂貴而且維修技術(shù)要求高管理難度大因此為維修人員的培訓(xùn)帶來(lái)了很大的難度本課題就是為了滿足當(dāng)前數(shù)控車(chē)床的培訓(xùn)與維護(hù)工作需求研究開(kāi)發(fā)利用企業(yè)和學(xué)校已有數(shù)控設(shè)備經(jīng)過(guò)技術(shù)改造成為教學(xué)培訓(xùn)用的數(shù)控維修實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)并且保留原設(shè)備的功能該系統(tǒng)的應(yīng)用將極大的提高職業(yè)院校、企業(yè)對(duì)維修人員在數(shù)量、質(zhì)量上的需求所以具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本論文詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)以及可行性分析利用原有的數(shù)控車(chē)床設(shè)備進(jìn)行改造降低該教學(xué)系統(tǒng)的成本通過(guò)高性能PC機(jī)與可編程控制器相結(jié)合的開(kāi)放式模塊化結(jié)構(gòu)以通用PC機(jī)作為硬件控制系統(tǒng)結(jié)合可編程控制器良好的控制性能通過(guò)嚴(yán)格周密設(shè)計(jì)后接入數(shù)控車(chē)床電氣系統(tǒng)中用以控制整個(gè)機(jī)床維修故障的展現(xiàn)。上位機(jī)采用VISUALBASIC60以及面向?qū)ο?、模塊化的程序設(shè)計(jì)方法編寫(xiě)了數(shù)控車(chē)床維修故障控制系統(tǒng)下位機(jī)采用PLC的梯形圖編程軟件通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)上位PC機(jī)和下位機(jī)PLC的控制通訊該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)顯示機(jī)床當(dāng)前狀態(tài)實(shí)時(shí)控制機(jī)床故障展現(xiàn)等功能。該教學(xué)維修系統(tǒng)功能完善能夠模擬實(shí)現(xiàn)60多個(gè)常見(jiàn)故障同時(shí)控制系統(tǒng)界面友好直觀操作維護(hù)方便。通過(guò)調(diào)試運(yùn)行達(dá)到了預(yù)期的效果。該系統(tǒng)已經(jīng)在重慶市工業(yè)學(xué)校的實(shí)際教學(xué)工作中得到了應(yīng)用。

簡(jiǎn)介：本文研究了基于工業(yè)PC機(jī)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)，同時(shí)也研究分析了一種高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制器PMACPROGRAMMABLEMULTIAXISCONTROLLER的性能和使用方法。在此基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)，成功開(kāi)發(fā)了一套PMACPC型開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的車(chē)床數(shù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)成功應(yīng)用于一種新型的數(shù)普兼容式車(chē)床CK61100。本車(chē)床是與天水星火機(jī)床廠合作開(kāi)發(fā)的一種新型的數(shù)控重型車(chē)床，面向目前占大多數(shù)的普通車(chē)床的操作者。其特點(diǎn)是具有數(shù)控車(chē)床的性能，普通車(chē)床的操作界面。使操作者能象操作普通車(chē)床一樣操作數(shù)控車(chē)床。本文以CK61100車(chē)床作為被控對(duì)象，根據(jù)被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)形式和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以IPC機(jī)工控機(jī)為系統(tǒng)支撐單元，以PMAC可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器為核心，以WINDOWS98操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。該數(shù)控系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分、電氣控制部分以及數(shù)控系統(tǒng)的軟件部分三部分組成。本文主要設(shè)計(jì)和研究了該數(shù)控系統(tǒng)這三部分，同時(shí)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)調(diào)試和系統(tǒng)抗干擾進(jìn)行了詳細(xì)的探討。該數(shù)控系統(tǒng)的硬件部分是基于“IPCPMAC運(yùn)動(dòng)控制器”開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)模式，利用PMAC運(yùn)動(dòng)控制器硬件和軟件的開(kāi)放性，實(shí)現(xiàn)了新型車(chē)床車(chē)削過(guò)程的自動(dòng)化和智能化。數(shù)控系統(tǒng)軟件部分包含實(shí)時(shí)控制部分和系統(tǒng)管理部分兩個(gè)部分。實(shí)時(shí)控制部分用于設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)變量的初始化設(shè)置及用于電氣控制部分的后臺(tái)PLC程序；系統(tǒng)管理部分用于系統(tǒng)資源分配和程序調(diào)度，其主要是上位機(jī)人機(jī)操作界面的設(shè)計(jì)，通過(guò)PMAC卡自帶的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)PMACDLL，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)與PMAC卡之間的數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)了被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)的快速性、準(zhǔn)確性、可靠性。本數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完備的軟、硬件控制功能，完全滿足被控對(duì)象數(shù)普兼容車(chē)床CK61100的設(shè)計(jì)要求。除此之外，由于該系統(tǒng)具有高度的開(kāi)放性，使得系統(tǒng)的通用性和可移植性大大增強(qiáng)，也有利于該系統(tǒng)的功能擴(kuò)展和升級(jí)完善。

簡(jiǎn)介：隨著工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)機(jī)床已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，而數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)適應(yīng)這種生產(chǎn)要求，市場(chǎng)需求增大。本文在分析了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外數(shù)控研究和數(shù)控生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的實(shí)際情況，提出了開(kāi)展數(shù)控改造的重要性和必要性。首先介紹了國(guó)內(nèi)外數(shù)控車(chē)床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，將在線檢測(cè)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)結(jié)合起來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床進(jìn)行全閉環(huán)總體設(shè)計(jì)基于現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用CCD傳感器對(duì)正在加工的軸徑進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，將檢測(cè)值反饋，當(dāng)檢測(cè)值與理論值相差在規(guī)定數(shù)值之內(nèi)時(shí)繼續(xù)進(jìn)行下一步進(jìn)給車(chē)削。在線檢測(cè)技術(shù)使加工中的測(cè)量?jī)x器與機(jī)床、刀具、工件組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，工件加工過(guò)程中，實(shí)時(shí)測(cè)量工件的尺寸，再根據(jù)測(cè)得的實(shí)際尺寸來(lái)調(diào)整刀具的進(jìn)給量，從而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。把閉環(huán)控制點(diǎn)擴(kuò)展到工件，可以使刀具的磨損量在控制閉環(huán)內(nèi)，從而提高數(shù)控車(chē)床的加工精度。根據(jù)控制理論對(duì)此系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，并對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)進(jìn)行了分析；數(shù)控車(chē)床全閉環(huán)系統(tǒng)的研究和分析為開(kāi)發(fā)高精度數(shù)控機(jī)床提供了理論基礎(chǔ)。然后對(duì)數(shù)控車(chē)床的檢測(cè)反饋裝置進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，分析了國(guó)內(nèi)外檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，論述了接觸和非接觸檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，合理選擇了適合本系統(tǒng)的檢測(cè)方法。比較全面地論述了現(xiàn)有的軸徑測(cè)量方法和測(cè)量原理，以及軸徑測(cè)量中關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，指出了進(jìn)一步提高軸徑測(cè)量精度的研究方向和方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是近代電子技術(shù)的發(fā)展，使幾何量測(cè)量技術(shù)向著高精度、高效率、自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)檢測(cè)和自適應(yīng)控制方向發(fā)展。將CCD應(yīng)用于幾何量測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、自動(dòng)化、動(dòng)態(tài)檢測(cè)、非接觸測(cè)量等要求，尤其對(duì)小尺寸的測(cè)量具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。最后介紹了圖像處理的基本知識(shí)和幾種邊緣檢測(cè)算子，應(yīng)用圖像處理技術(shù)先對(duì)CCD采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行邊緣檢測(cè)處理，提取出軸徑的尺寸，將測(cè)量的尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，形成包含工件在內(nèi)的全閉環(huán)控制。邊緣檢測(cè)是數(shù)字圖像處理中的重要內(nèi)容。本文提出了一種新的亞像素邊緣檢測(cè)方法。此種方法先經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)模板算子確定邊緣的大致位置，然后利用最小二乘擬合法求出邊緣的精確位置，經(jīng)過(guò)粗、精兩次定位，在確保測(cè)量時(shí)間的情況下獲得亞像素級(jí)的精度。我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步晚，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床還占有很大比例，此裝置的研究和設(shè)計(jì)將對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造有深刻的影響和重大的意義；同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也有較好的推動(dòng)與啟示作用。

簡(jiǎn)介：機(jī)床是加工機(jī)械零件的工作母機(jī)，機(jī)床工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供裝備，是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是國(guó)防軍工現(xiàn)代化建設(shè)的保證，因此機(jī)床工業(yè)關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和安全，它是落實(shí)科技興國(guó)方針、實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要手段，具有重要的戰(zhàn)略地位。隨著數(shù)控加工技術(shù)的迅速發(fā)展和零件加工精度的不斷提高，我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造水平正在逐步趕超世界先進(jìn)水平，數(shù)控機(jī)床幾何精度校準(zhǔn)就顯得尤為重要。對(duì)如何解決機(jī)床在裝配中出現(xiàn)的定位誤差、重復(fù)定位誤差、反向間隙、伺服不匹配、垂直度、爬行等精度超差，查找產(chǎn)生問(wèn)題的原因，對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了更高的要求數(shù)控機(jī)床的幾何精度誤差是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、產(chǎn)生加工精度的主要因素。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床精度進(jìn)行快速的校準(zhǔn)，診斷數(shù)控車(chē)床在裝配中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并采取先進(jìn)的誤差補(bǔ)償措施，是保證加工質(zhì)量的有效途徑。本文基于上述思想，以ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控機(jī)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件第一部分臥式機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)為依據(jù)，通過(guò)利用當(dāng)今世界比較先進(jìn)的雙頻激光檢測(cè)儀、球桿儀以及各種測(cè)量系統(tǒng)補(bǔ)償技術(shù)的軟件開(kāi)發(fā)，結(jié)合我廠數(shù)控車(chē)床的實(shí)際情況，研究一套切實(shí)可行的數(shù)控車(chē)床校準(zhǔn)與診斷的方法，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精度補(bǔ)償，達(dá)到數(shù)控機(jī)床的精度得到顯著提高的目的，縮短與國(guó)外檢測(cè)水平的差距，使校準(zhǔn)及診斷后的數(shù)控車(chē)床的出廠精度接近或達(dá)到世界同類(lèi)產(chǎn)品水平。

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簡(jiǎn)介：活塞是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一。為防止在高溫、高壓下工作的活塞發(fā)生敲缸和拉缸，提高其使用壽命和工作性能，活塞常被設(shè)計(jì)成中凸變橢圓。然而，中凸變橢圓活塞給實(shí)際制造帶來(lái)了很大困難。傳統(tǒng)采用硬靠模技術(shù)的機(jī)床不能適應(yīng)高速度、高精度、多變化的生產(chǎn)要求。針對(duì)現(xiàn)有活塞加工機(jī)床存在的不足，本文提出了一種非圓活塞數(shù)控車(chē)床方案，其中采用了直線電機(jī)作為X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)，且應(yīng)用PMAC的電子凸輪功能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬靠模。應(yīng)用此方案研制了一臺(tái)非圓活塞數(shù)控車(chē)床樣機(jī)，并在此車(chē)床上驗(yàn)證了非圓活塞加工的可行性。論文內(nèi)容主要包括1、通過(guò)對(duì)非圓活塞加工原理分析，指出了非圓活塞數(shù)控切削加工關(guān)鍵在于機(jī)床X軸運(yùn)動(dòng)必須跟隨工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按橢圓橫截面的要求在X軸作快速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此設(shè)計(jì)了采用直線電機(jī)作為X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)和采用基于“電子靠?！痹淼姆菆A活塞數(shù)控車(chē)床的總體結(jié)構(gòu)方案。2、分析了中凸變橢圓活塞加工對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求，在舊機(jī)床基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和改造，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了X軸的直線電機(jī)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)。3、設(shè)計(jì)了基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，采用了PMACIPC雙CPU的結(jié)構(gòu)方案，將控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)直接構(gòu)筑于IPC的軟硬件之上，充分利用了IPC現(xiàn)有的軟硬件資源，由下位的PMAC卡完成插補(bǔ)、位置控制等實(shí)時(shí)任務(wù)，IPC完成非實(shí)時(shí)性的任務(wù)。4、在原理樣機(jī)上，應(yīng)用PMAC時(shí)基控制功能進(jìn)行非圓活塞加工實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明通過(guò)合理的調(diào)節(jié)PMAC的PID＋速度加速度前饋控制算法的參數(shù)，可使直線電機(jī)伺服系統(tǒng)精確的跟隨主軸的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，加工出非圓工件。

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簡(jiǎn)介：20世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)被認(rèn)為是20世紀(jì)制造業(yè)最神奇、最具有成果的進(jìn)展。自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控車(chē)床問(wèn)世至今已經(jīng)歷了50多個(gè)年頭，特別是近10年來(lái)，數(shù)控技術(shù)有了巨大進(jìn)步，數(shù)控車(chē)床向著高速化、高精度化發(fā)展，復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)車(chē)床大量出現(xiàn)。中國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械制造大國(guó)，但其裝備水平落后，特別是一些老的機(jī)械制造廠大多還是比較IH的車(chē)床，這些舊的數(shù)控車(chē)床不能滿足現(xiàn)代客戶的加工要求，如加工精度，小批量生產(chǎn)等。解決這個(gè)問(wèn)題有兩種途徑一是購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控車(chē)床；二是在舊的車(chē)床基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)控化改造。本課題是針對(duì)金工廠的一臺(tái)普通車(chē)床CY6140進(jìn)行數(shù)控化改造，其現(xiàn)實(shí)意義在于尋找一種可行的、有推廣價(jià)值的設(shè)備改造方法，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)的技術(shù)裝備進(jìn)行技術(shù)提升，以解決目前設(shè)備老化所帶來(lái)的問(wèn)題。作者在搜索、查閱大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)普通車(chē)床數(shù)控化改造技術(shù)進(jìn)行了深入的研究和分析，并結(jié)合實(shí)際情況和改造的經(jīng)費(fèi)做出合理的改造方案，整個(gè)控制以數(shù)控系統(tǒng)為中心，通過(guò)可編程控制器使CNC系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一工作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工。在數(shù)控車(chē)床改造設(shè)計(jì)的過(guò)程中，討論了整個(gè)數(shù)控車(chē)床系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容和步驟，系統(tǒng)地分析了數(shù)控車(chē)床PLC控制程序、坐標(biāo)伺服系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程聯(lián)機(jī)運(yùn)行后，通過(guò)調(diào)整CNC系統(tǒng)車(chē)床參數(shù)，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整、使整個(gè)控制達(dá)到最優(yōu)。最后對(duì)其特殊功能的開(kāi)發(fā)，選用其強(qiáng)大的補(bǔ)償功能，分析誤差產(chǎn)生的原因，最終使車(chē)床達(dá)到所期望的結(jié)果。普通車(chē)床改造比購(gòu)置新的數(shù)控車(chē)床有以下的優(yōu)勢(shì)一是節(jié)省資金。舊車(chē)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新車(chē)床相比一般可節(jié)省60％左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯，一般大型車(chē)床改造只需花購(gòu)置新車(chē)床費(fèi)用的13，并可以利用現(xiàn)有的地基；二是性能穩(wěn)定可靠。由于原車(chē)床的各基礎(chǔ)零件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度；三是提高生產(chǎn)效率。舊車(chē)床經(jīng)過(guò)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化，效率可比傳統(tǒng)車(chē)床提高3至5倍，不僅可以節(jié)約費(fèi)用，還可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。綜上所述，舊車(chē)床改造同購(gòu)置新車(chē)床相比，它可使舊車(chē)床發(fā)揮作用，而且環(huán)保，并為國(guó)家節(jié)省資源，可以節(jié)省很多費(fèi)用，而且改造周期很短，可以很快可投入使用，這就是改造的優(yōu)勢(shì)。

簡(jiǎn)介：授予單位代碼學(xué)號(hào)或申請(qǐng)?zhí)柮芗?jí)10459文學(xué)論大位州學(xué)鄭士碩工程碩士普通車(chē)床數(shù)控改造及精度分析院系名稱(chēng)機(jī)械工程學(xué)院學(xué)位類(lèi)別工程碩士工程領(lǐng)域機(jī)械電子工程作者姓名陳艷紅導(dǎo)師姓名、職稱(chēng)劉德平教授二零零九年五月二十日ABSTRACTABSTRACTTHESUBJECTOFTHISAPPLICATIONMECHATRONIESSYSTEMDESIGNOFCNCMAEHINETOOLSMETHODSFTHETRANSFMATIONOFSTRUCTURALDESIGN，15DESIGNEDTOACHIEVEAHIGHLEVELOFSTATIEANDD鄧AMIESTIFFNESSVIEEMOVEMENTBETWEENTHE角CTIONCOEFFIEIENTOFSMALL，NON一DRIVESPACEEASYOPERATIONANDMAINTENANEEANDEEONOMICCONTROLOFTHECNCLATHE一MODELANALYSISOFTHEPRINEIPLEOFTHEWHOLESYSTEM，AKEYFAETORINAEEURAEY，ANALYSISOFTHEIMPAETOFMACHINETOOLPOSITIONINGAECURACYOFTHESOUREESOFERROR，PUTFWARDTOIMPROVETHEMETHODSANDTOOLSUSEDINTHEDESIGNOFTHESTRUETUREFIRSTOFALL，CNCLATHEFGENERALTRANSFMATIONINTOMEEH耐CALSERVOSYSTEMTOTHEPARTOFTHEDESIGNANDEALCULATION，INELUDINGTHESYSTEMLOAD，THEMOVINGPARTSOFINERTIAEALEULATION，THECHOIEEOFSTEPPINGMOTOR，BALLSEREWANDTHECHOIEEOFTERMS，BALLSEREWSCHECKINGSUEHASTHESTIFFOESSFOLLOWEDBYTHETRANSFMATIONOFTHEEEONOMYAFTERTHENCTOLATHEINTOTHESERVOEONTROLSYSTEMTOESTABLISHTHEPRINEIPLEMODELAEEOULINGTOTHESERVOFEEDSYSTEMCONTROLTHEORYMODELOFTHESERVO一DRIVENCOMPONENTSOFTHESERVOPRECISION，MECHANIEALSERVO一DRIVETRANS而SSIONEOMPONENTSFPREEISIONANALYSISOFTHEECONOMIEIMPAETANALYSISOFTHENCMAEHINETOOLPOSITIONINGAEEURAEYOFTHEMAINFAETORSGENERALNCMACHINETOOLOFAEERTAINTRANSFMATIONOFTHEEEONOMY，PRAETICALITYANDSTABILITYINVOLVESTHETRANSFMATIONOFITSMEEHANIEAL，ELEETRIEAL，COMPUTERANDOTHERFIELDS，THETOPIESFTHEUSEOFINFMATIONTECLMOLOGYONTHETRADITIONALMECHANIEALPROEESSINGEQUIPMENTTEEHNOLOGYPROVIDESAPREEISEANDRELIABLEDESIGNKEYWORDSNCTRANSFMATION，GENERALMAEHINETOOLS，SINGLEEHIP，ELECTRIETOOL，BALLSEREW，STEPPINGMOTOR，SERVOSYSTEM，ENEODER，DRIVERBREAKDOWNTYPEOFTHESISAPPLIEDRESEAREH

簡(jiǎn)介：在精密和超精密加工技術(shù)的研究和發(fā)展過(guò)程中，精密和超精密機(jī)床起著決定性的作用。傳統(tǒng)的超精密機(jī)床的精度主要是靠機(jī)床的基準(zhǔn)元件的精度達(dá)到的，然而，依靠提高超精密機(jī)床部件的精度來(lái)繼續(xù)提高加工精度已十分困難，而且一些加工中產(chǎn)生的誤差很難消除因此，可以采用微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)刀具的精確微小位移，并在加工過(guò)程中對(duì)加工誤差做出相應(yīng)補(bǔ)償。稀土超磁致伸縮材料是一種新型的功能材料，具有磁致伸縮應(yīng)變大、磁機(jī)耦合系數(shù)高、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在微位移驅(qū)動(dòng)方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本課題以超磁致伸縮材料為基礎(chǔ)，在分析磁致伸縮原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了超磁致伸縮致動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，電磁結(jié)構(gòu)以及預(yù)緊機(jī)構(gòu)和溫控裝置。在本課題中，還根據(jù)超磁致伸縮致動(dòng)器的特點(diǎn)以及實(shí)際加工中的需要，設(shè)計(jì)出二維微進(jìn)給刀架。微進(jìn)給刀架采用柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)和彈性微位移機(jī)構(gòu)。文章對(duì)柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)和彈性位移機(jī)構(gòu)進(jìn)行了深入的理論分析。為了更好的研究微進(jìn)給刀架的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，本文建立了二維的微位移刀架的有限元模型，分別進(jìn)行了有限元靜力分析和動(dòng)力分析。通過(guò)靜力分析得到了微進(jìn)給刀架在靜力作用下的變形和應(yīng)力分布。通過(guò)模態(tài)分析得到了微進(jìn)給刀架前五階的固有頻率和模態(tài)振型。本課題還編寫(xiě)了相應(yīng)的數(shù)控驅(qū)動(dòng)程序，可利用MCX314運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)設(shè)計(jì)的微進(jìn)給刀架進(jìn)行控制，所編寫(xiě)的程序模塊可添加到已有的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)中去。

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簡(jiǎn)介：對(duì)車(chē)床噪聲信號(hào)進(jìn)行分析不僅可以定位噪聲源，而且可以進(jìn)行故障診斷。目前我國(guó)大多數(shù)車(chē)床生產(chǎn)廠對(duì)車(chē)床工作狀態(tài)的判斷都依靠工人聽(tīng)力，工作效率很低。雖然有些工廠采用了一些分析儀器，但是由于車(chē)床噪聲頻率非常復(fù)雜，而儀器提供的分析方法有限，往往不能得到比較全面的診斷信息。本文圍繞車(chē)床噪聲源識(shí)別和分析軟件設(shè)計(jì)主要作了以下幾方面工作首先，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外車(chē)床噪聲研究概況的基礎(chǔ)上，建立了車(chē)床噪聲信號(hào)分析系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)需要，選擇麥克風(fēng)和聲卡作為系統(tǒng)硬件。比較VC、MATLAB和LABVIEW的優(yōu)缺點(diǎn)后，選擇LABVIEW82中文版作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其次，分析影響車(chē)床噪聲的主要因素和車(chē)床噪聲信號(hào)的特點(diǎn)，論述處理車(chē)床噪聲信號(hào)的時(shí)域、頻域和時(shí)頻方法，比較了這幾種分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)車(chē)床噪聲信號(hào)的特點(diǎn)，在時(shí)域、頻域、時(shí)頻中選取適當(dāng)?shù)能?chē)床噪聲信號(hào)處理方法，結(jié)合灰色故障診斷法中的灰關(guān)聯(lián)度分析，著重研究了小波包分析與灰色理論相結(jié)合的車(chē)床噪聲源識(shí)別法，利用小波包將車(chē)床噪聲信號(hào)進(jìn)行5層分解，提取前4個(gè)頻帶的能量作為特征向量進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，按照關(guān)聯(lián)度大小排序后識(shí)別車(chē)床噪聲源。最后，設(shè)計(jì)了車(chē)床噪聲信號(hào)分析軟件，利用該軟件對(duì)車(chē)床噪聲信號(hào)進(jìn)行綜合分析實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了軟件的正確性和可靠性。同時(shí)對(duì)小波包與灰色理論相結(jié)合的車(chē)床噪聲源識(shí)別法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明了這種方法的有效性。

簡(jiǎn)介：本文通過(guò)對(duì)鐵路貨車(chē)檢修專(zhuān)用數(shù)控車(chē)輪車(chē)床存在問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查分析，查找引起設(shè)備故障的主要原因。從技術(shù)、設(shè)備管理、人員素質(zhì)等方面分別進(jìn)行分析研究，通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)以及現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合在用設(shè)備的現(xiàn)狀，提出解決方案并組織實(shí)施。研究主要針對(duì)數(shù)控車(chē)輪車(chē)床的電氣系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、設(shè)備綜合管理以及車(chē)輪踏面鏇修工藝分別進(jìn)行分析研究，解決影響設(shè)備運(yùn)行的主要問(wèn)題，對(duì)完善車(chē)輪踏面檢修工藝，實(shí)施經(jīng)濟(jì)鏇修，降低檢修成本提出了具體的建議和措施。電氣系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由于都是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行的數(shù)控改造，既利用部分原先的設(shè)計(jì)，又增加了適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)容，因此在兩者之間存在技術(shù)上的互補(bǔ)性，設(shè)備的復(fù)雜程度有較大提高，數(shù)字電路、侍服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、滾珠絲杠、CASNUC901T數(shù)控系統(tǒng)等的應(yīng)用提高了設(shè)備的性能，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在許多的問(wèn)題，針對(duì)侍服電機(jī)損壞、數(shù)控系統(tǒng)黑屏、系統(tǒng)保護(hù)裝置失靈、滾珠絲杠損壞以及液壓系統(tǒng)運(yùn)行異音等疑難問(wèn)題，認(rèn)真分析發(fā)生問(wèn)題的原因，制訂具體的技術(shù)改進(jìn)措施并結(jié)合使用現(xiàn)狀，對(duì)改進(jìn)措施組織實(shí)施，數(shù)控車(chē)輪車(chē)床的疑難故障得到了有效解決。輪對(duì)檢修對(duì)于我們從事車(chē)輛檢修工作來(lái)說(shuō)是非常重要的一部分，尤其是大批量既有貨車(chē)提速改造以后，輪對(duì)制約生產(chǎn)的矛盾異常突出，因輪輞原因入廠實(shí)施檢修占入廠輪對(duì)的50％以上，針對(duì)這一狀況本文從輪對(duì)檢修標(biāo)準(zhǔn)入手，系統(tǒng)地分析了當(dāng)前車(chē)輪踏面鏇修的現(xiàn)狀，找出了造成輪對(duì)入廠的主要原因，提出了控制車(chē)輪踏面加工量的控制措施，并對(duì)下一步如何實(shí)施經(jīng)濟(jì)鏇修降低輪對(duì)檢修成本，完善輪對(duì)檢修工藝提出了建議方案，并對(duì)深入落實(shí)提出了初步設(shè)想。C8011B車(chē)輪車(chē)床數(shù)控改造出現(xiàn)的問(wèn)題在車(chē)輛檢修專(zhuān)用設(shè)備升級(jí)改造中帶有一定的普遍性，由于該設(shè)備在車(chē)輛檢修生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此對(duì)其存在問(wèn)題進(jìn)行分析研究提出解決方案，對(duì)完善該設(shè)備運(yùn)行的可靠性是非常重要的。同時(shí)也為其它車(chē)輛專(zhuān)用設(shè)備的改造，維護(hù)管理提供借鑒，對(duì)提高鐵路專(zhuān)用設(shè)備的綜合水平具有特殊的價(jià)值和意義。

簡(jiǎn)介：C5225普通立式車(chē)床可以滿足普通端面和外圓的切削，但不適應(yīng)曲面類(lèi)零件的加工。加工曲面類(lèi)零件需先根據(jù)零件的要求設(shè)計(jì)制造工裝，然后利用工裝進(jìn)行加工，因而存在生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品適應(yīng)性差，加工周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。針對(duì)C5225立式車(chē)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的可行性分析，本文提出了利用SIEMENSSINUMERIK802D數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的方案，對(duì)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的全數(shù)字直流調(diào)速改造、左刀架進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造以及數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試三方面的內(nèi)容進(jìn)行了具體實(shí)現(xiàn)。1、主傳動(dòng)系統(tǒng)的全數(shù)字直流調(diào)速改造采用英國(guó)歐陸590全數(shù)字直流調(diào)速器，在保留原變速機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上將機(jī)床原液壓16級(jí)手工變速改造為液壓4級(jí)無(wú)級(jí)調(diào)速。改造內(nèi)容包括調(diào)速方案和電機(jī)的選擇、主傳動(dòng)傳動(dòng)路線的調(diào)整以及直流調(diào)速器控制電路、PLC控制程序的設(shè)計(jì)；2、左刀架進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控改造采用滾珠絲杠替換原滑動(dòng)絲杠，半閉環(huán)控制。改造內(nèi)容包括伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制方式的選擇、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分改造方案的確定；滾珠絲杠副及伺服電機(jī)的的參數(shù)計(jì)算和選擇；3、SINLNERIK802D數(shù)控系統(tǒng)有效實(shí)現(xiàn)了左刀架的X軸和Z軸聯(lián)動(dòng)控制，數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的組成及連接、數(shù)控系統(tǒng)中PLC程序的設(shè)計(jì)及調(diào)試、數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試及系統(tǒng)基本參數(shù)的設(shè)定。機(jī)床改造后，除可以滿足普通端面和外圓的切削外，還可以加工出普通立車(chē)無(wú)法加工的復(fù)雜曲面類(lèi)零件，大大擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率和加工精度，并至少節(jié)省購(gòu)買(mǎi)數(shù)控立車(chē)的大筆資金50萬(wàn)元，完全達(dá)到了改造的目的。