数控刀架转位系统可靠性稳健设计方法研究

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数控转台可靠性分析与提升技术研究

数控转台可靠性分析与提升技术研究

低刖H EBEINONGJI摘要:现阶段衡量一个国家工业化发展水平和经济发展的关键指标就是数控机床性能的水平,虽然我国数控机床的消费量和制造量持续位居世界首位,但与国外的一些品牌数控机床相比,技术仍比较落后,机床的可靠性和性能稳定性有待加强,核心竞争力很是缺乏。

笔者针对数控转台可靠性进行分析研究并提出相对应的提升技术。

关键词:数控转台;可靠性分析;提升技术研究数腔转台可靠性分析与I升技术研究甘肃机电职业技术学院容康明1前言数控转台是数据机床的主要功能部件之一,也是各类机床的理想配套附件,它可以提高加工中心的速度和加工的精确度,为加工中心提供运动。

它作为数控机床的第四轴和第五轴可以驱动转台用以实现数据转台的旋转角度的等分或者不等分,以及连续的回转运动,成功完成复杂的曲面加工,扩大机床的施工范围,实现零件的多自由度联动加工。

目前,数控转台的技术已经应用到多方面的领域中,并在应用领域持续发展。

2数控转台可靠性分析研究我国的数控转台技术虽然是稳步向上发展,但与国外相比,它的综合性能仍不足,核心竞争力不够强。

因此,可通过对数控转台的可靠性进行试验,发现有以下几种类型。

2.1强化试验对数控机床不断施加合适的加速应力,对数控转台进行观察,看它是否有潜在的故障,并对产生故障的原因进行研究分析,以消除它为目的,进行加速试验。

这种试验可以短时间内排除数控转台的一定缺陷,提高它的可靠性叫2.2早期故障排除试验产品刚从加工中心出来,属于它的早期阶段,产品没有经过磨合,所以故障率很高,早期便进行故障排除试验,可以提高产品出厂时的可靠性。

该试验的目的在于通过施加相应的力,进行实验,用以激发数控转台潜在的故障,加以维修,使之可靠性提高。

2.3可靠性鉴定在产品出厂前,不能只做早期故障排除试验,还需要对它的可靠性进行鉴定。

目的在于通过对产品的评估,发现不合格的产品及时进行耐,保证产品的质量,提高可靠性。

3数控转台提升技术研究分析通过上述试验研究发现,数控转台存在的有效故障很多,将它们一一改正,可以让数控转台的技术得到进一步改善。

数控系统可靠性设计的研究与实践

数控系统可靠性设计的研究与实践

装备自动化
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《电气自动化 》 !""# 年第 $% 卷 第 & 期
・热敏感元器件远离电源和其他大功耗元器件,避开热气流 通道! 在热敏感元件与热气流通道间留有足够的气隙或有隔热措 施。尽可能把热敏感元器件置于进风口处; ・合理布局元器件, 发热元器件不密集安装, 发热量大的元器 件一般置于出风口处。通过在数控装置下面增加散热网格,扩大 散热面积。 (#$%) 电磁兼容性 设计 ") ・限制功率脉冲的上升时间, 避免使用大功率可控硅器件; ・尽量使用差动输入电路和高抗数字电路以及 %$&’ 数字电 路; ・用滤波器消除谐波和抑制干扰源电流的高频分量,抑制电 路带宽; (屏蔽盒 ) ・对于屏蔽机箱 塑料壳体, 在其内壁喷涂一层薄膜 导电层或在注塑时掺入高导电率的金属粉或金属纤维,使之成为 导电塑料; ・指导用户正确的设计和使用隔离变压器。 硬件可靠性设计的验证效果 () 通过以上可靠性设计改进, 数控系统在以下指标实现了提升: ・数控装置和伺服驱动系统的设计 $)*+ 均超过 ,---- 小时 和 .---- 小时, 实现了可靠性设计的预期目标。 (#$%) 指标均达到了 /#% 0 1 级标准要求: ・电磁兼容性试验 (国标为 2 756) 静电放电抗扰度试验达到 2 3456 ;电快速瞬变脉 ( 国标为 2 .56) 冲群抗扰度试验达到 2 156 ;雷击浪涌抗扰度试 (国标为 2 .56) ; 验达到了 2 156 (国标为 8 3-9 : 0 349 ) ・电源适应能力达 8 .49 : 0 .-9 ; (可选 0 1-; ( )国标为-; ) 。 低温工作适应能力达到 0 .-;
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硬件可靠性设计

数控转塔刀架的设计与结构优化研究的开题报告

数控转塔刀架的设计与结构优化研究的开题报告

数控转塔刀架的设计与结构优化研究的开题报告一、课题背景随着数控技术的不断发展和加工精度要求的提高,数控转塔刀架作为数控机床重要的配套部件之一,在机床操作人员和加工工程师中越来越受到重视。

数控转塔刀架的设计和结构优化直接关系到数控机床的加工效率和加工精度。

当前市场上的数控转塔刀架种类繁多,但是仍存在一些技术难题,例如:部分刀位位置受约束不能随意转动,刀具间距较小不易操作,部分刀架结构复杂,难以维护等。

因此,对数控转塔刀架的设计和结构进行优化和改进,提高刀架切换速度、精度和稳定性是当前的研究热点之一。

二、研究内容和目标本文将针对数控转塔刀架的设计和结构进行研究和优化,在现有的刀架结构基础上改进,提高其刀具切换速度和精度,减小刀具间距,使其更加紧凑、稳定和易于维护。

具体的研究内容包括:(1)对数控转塔刀架进行分析和研究,把现有的刀架结构进行拓扑分析和优化设计;(2)根据实际需要,设计刀位数量和分配方式,考虑刀具间距和刀架结构的紧凑性;(3)基于刀架结构进行力学分析,确定刀架的强度和刚性要求;(4)采用数值模拟方法,对刀架结构进行动态分析和优化,提高刀架的切换速度和稳定性;(5)制作数控转塔刀架样机,并对其进行实验验证,最终得出优化的刀架设计方案。

本研究的目标是将现有数控转塔刀架的设计和结构优化,提高其切换速度和精度,减小刀具间距,使其更加紧凑、稳定和易于维护,从而提高数控机床的加工效率和加工精度。

三、研究方法本研究采用以下方法:(1)理论分析:采用刀架结构分析方法,对现有的刀架结构进行分析和优化设计,确立刀位数量和分配方式。

(2)数值模拟:采用有限元分析方法,对刀架结构进行动态分析和优化。

(3)制作样机:根据研究结果,制作数控转塔刀架样机,并对其进行实验验证。

四、研究意义本研究的主要意义如下:(1)优化了数控转塔刀架的设计和结构,提高切换速度和精度,减小刀具间距,使其更加紧凑、稳定和易于维护。

(2)提高了数控机床的加工效率和加工精度,提高了机床使用效率和生产效益。

数控装置可靠性的预计方法分析

数控装置可靠性的预计方法分析

35科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 程 技 术作为一种典型的机电一体化设备,数控装置在各个领域获得了广发地应用。

对于数控装置而言,数控系统是整个数控装置的关键与核心,而可靠性则是其非常重要的质量特征。

在数控装置的整体设计中,可靠性设计是非常关键的设计环节。

可靠性设计需要综合考量数控装置的每一项性能要求,并经过认真地分析和一系列的科学设计环节(如结构设计、工艺设计以及零部件设计等)来保证整个装置的可靠性。

数控装置的可靠性来源于每一个零部件或者子系统的可靠性设计,并通过器件采购、生产以及服务来获得可靠性保证。

在数控装置中采用各种可靠性设计,不仅能够消除装置中潜伏的各种隐患以及薄弱部分,还能够为使用生命周期内的数控装置提供可靠性保证[1]。

如果想要明确数控装置的可靠性,则需要数量巨大的统计数据为可靠性分析提供数据支持,但是由于我国在数控装置可靠性分析还处于起步阶段,不仅没有相关的行业标准,也没有构建起体系完善的运行状态和质量水平的跟踪管理机制,因此,导致有关的实际运行、质量水平数据以及有关实验数据均不是非常完备。

在这种大背景下,想要对数控装置进行可靠性的分析、评估以及设计便变得非常不易。

在本文中,以某型号数控装置为例,建立了数控装置可靠性的模型,采用加权因子分配法对该数控装置可靠性进行了分配,并对数控装置的可靠性进行了详细地预计。

本文研究显示,以上方法具有较高的实用性。

1 可靠性的预计与分配在数控装置的研发和生产过程中,施行可靠性的预计和分配能够有效保证数控装置的设计和生产均可以达到标准所要求的可靠性指标。

可靠性的预计和分配分别是两个不同的过程。

首先,可靠性预计是根据历史的产品可靠性数据、产品的构成和结构特点、产品的工作环境等因素估计组成产品的元器件、部件及产品可靠性,是一个自下而上、从局部到整体、由小到大的一种系统综合过程[2]。

数控转塔刀架可靠性研究综述

数控转塔刀架可靠性研究综述

数控转塔刀架可靠性研究综述陈南;刘晨曦【摘要】数控转塔刀架作为数控机床关键的切削加载功能部件,其可靠性水平是确定数控机床可靠性的关键之一。

阐述了当前数控转塔刀架的技术水平和国内市场现状。

从可靠性数据统计与分析、系统可靠性、可靠性设计、可靠性试验、可靠性增长五个方面说明了当前数控转塔刀架可靠性研究现状。

在肯定产品可靠性水平取得明显进展的基础上,分析指出现阶段研究工作中仍然存在的主要问题,并提出可供实施的解决思路。

%CNC turret is used for holding tools and directly machining workpieces. As a kind of key functional components, its reliabil-ity closely influences the reliability of CNC machine tools. A comprehensive review on the technical level and the domestic market of CNC turret is given in this paper. Also, discussions on the status of the reliability research is presented, including the failure statistics and analysis, the system reliability, the reliability design, the reliability testing and the reliability growth. Although the reliability of CNC turret products have positive progressed, the main problems in this field are stil need to be special y presented. And then, the possible implementing solutions are provided.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】数控转塔刀架;可靠性;研究进展【作者】陈南;刘晨曦【作者单位】东南大学机械工程学院,江苏南京211189;东南大学机械工程学院,江苏南京211189【正文语种】中文【中图分类】TG659机床作为整个制造行业的母机,发展水平关乎整个国民经济的发展,其战略地位不言而喻。

数控车床刀架设计论文_学位论文

数控车床刀架设计论文_学位论文

毕业设计题目数控车床刀架设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机升0901学生崔淋淋学号20090404005指导教师宋强二〇一一年五月三十一日1前言1.1选题背景与意义最近二、三十年以来,我国在引进、消化国外技术的基础上,对数控机床进行了大量的研究。

20世纪90年代,我国数控机床的种类有了新的发展,并且进行了许多技术复杂的大型数控机床的开发工作。

很多高档的数控系统,分辨率为0.02μm的高精度数控系统,数字仿形数控系统等与柔性单元相配套的数控系统都已开发出来了,并制出了样机。

长期以来,我国的数控系统基本为传统的封闭式的体系结构,CNC只能作为非智能机床的运动控制器。

加工过程中的变量根据经验以固定参数形式预先进行设定,加工程序在实际加工前用手工方式或者通过CAD/CAM及自动编程系统进行编程,CAD/CAM和CNC之间并没有反馈控制环节,整个加工过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。

在复杂的环境与多变的条件下,加工过程中刀具的组合、工件的材料、主轴的转速、刀具的轨迹、切削的深度、加工的余量等加工参数,无法在现场根据外部干扰和随机实际因素进行实时的动态调整,更无法通过反馈控制环节随时的修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

传统的CNC 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制方向发展,已经不能适应日益复杂的加工制造过程,因此对数控技术实行变革迫在眉睫。

现在欧美的数字产品已经达到了相当高的水平。

高速加工技术发展非常迅速,且在高档数控机床中得到广泛应用。

应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术,优化机床结构,采用高性能功能部件,移动部件轻量化,减小了运动惯性。

在刀具材料和结构支持下,从单一的刀具高速切削加工,发展到机床全面高速化加工,如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转;移动速度从每分钟十几米发展到了几十米甚至超过百米;换刀时间从十几秒甚至下降到1秒一下,换刀速度加快了几倍到几十倍。

科技成果——数控车床转塔刀架可靠性试验台

科技成果——数控车床转塔刀架可靠性试验台
技术开发单位吉林大学
成果简介
针对目前现有数控机床数控转塔刀架的可靠性试验设备不能模拟切削力对数控转塔刀架进行加载试验,试验模拟环境与数控转塔刀架真实工况存在很大差异这一现状,研发了一种具有电液伺服加载装置的数控机床数控转塔刀架的可靠性试验系统,实现了对数控机床数控转塔刀架的实验室内的可靠性试验。

试验内容不仅包括数控转塔刀架的转位试验,重要的是还可以模拟切削力对数控转塔刀架进行动、静态加载试验,而且是多角度的动、静态加载,成功模拟了数控转塔刀架真实工作环境,并将数控转塔刀架产生的故障录入数控转塔刀架故障数据库,试验条件贴近数控转塔刀架真实工况。

与现有可靠性试验设备相比,本试验系统将数控转塔刀架真实工作时受多角度的动、静态切削力这一重要因素考虑进去,并加以模拟,更好的还原了数控转塔刀架真实工作环境,从而使收集的数控转塔刀架的故障数据更为真实可信,测得的数控转塔刀架的可靠性水平更有说服力。

知识产权情况
该试验平台已获得实用新型专利1项(201020537849.X),发明专利1项(CN101963548A)已进行公开。

C616数控车床自动回转刀架机电系统设计

摘要传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要。

因此,本文对普通机床的换刀装置进行改进,对一台四工位的立式自动回转刀架进行数控化设计,使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。

新的数控換刀装置功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结抅简单,维修方便。

关键词:四工位立式刀架;自动回转;主传动部件;电气控制1 绪论经济型数控是我国80年代科技发展的产物。

这种数控系统由于功能适宜.价格便宜. 用它来改造车床,投资少、见效快、成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。

十几年来,随着科学技术的发展,经济型数控技术也在不断进步,数控系统产品不断改进完善. 并且有了阶段性的突破,使新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。

由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力,根据我国国情,该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。

对于原有老的经济型数控车床,特别是80年代末期改造的设备,由于种种原因闲置的很多,浪费很大;在用的设备使用至今也十几年了,同样面临进一步改造的问题。

通过改造可以提高原有装备的技术水平,大大提高了生产效率,创造更大的经济效益。

数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。

数控车床的出现对提高生产率改将产品质量以及改善劳动条件和提高效率上发挥了重要的作用。

在提高效率上主要表现在两个方面:1)通过刀具的快速自动定位,提高了空程速度和划线工艺的时间。

2)批量加工一致性好,可以减少工件检验和时间。

特别是经济型老车床对刀等还需要手动完成,以及在加工一个零件过程中,更换刀具,装卸零件,测量和搬运零件用于大部分时间占辅助时间长的刀具交换和刀具尺寸调整。

加工时间相对较短,为缩短加工辅助时间,充分发挥数控机床的功能,进一步压缩非切削时间,数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向。

数控车床刀架的设计

摘要数控加工的加工精度高,生产率高,能减轻操作者劳动强度,改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

它的发展和运用,影响着制造业水平高低,实现生产过程的数控化,已经成为当今制造业的发展方向,所以非常值得我们去研究。

本设计通过对数控车床六工位自动控制刀架工作原理的分析,综合考虑刀架工作过程的优缺点,确定了设计方案,得到了最终设计的结果,也达到了预先设定的目的。

本设计主要包括了数控车床刀架机构的主要部件,其中包括转位机构,刀架的定位机构,驱动伺服电机的选择,蜗轮蜗杆的设计,刀架主轴的结构设计等。

最终得到常用的数控车床六工位刀架应满足的要求。

关键词:六工位;电动刀架ABSTRACTWith its high working accuracy and productivity, the numerical control processing can reduce the operators’ labor intensity,improve labor condition,and is thus advantageous in the modernization of manufacturing management as well as improvement of economic benefit。

Hence,the development and the utilization the numerical control processing play a role and become the development direction in the advancement of manufacturing industry.Based on the analysis of operating principle and process of six—station automatic control knife rest of numerically controlled lathe,this paper determines its solution approach and conclusion。

数控车床电动刀架设计开题报告

数控车床电动刀架设计开题报告1. 研究背景和意义数控车床是现代制造业中不可或缺的重要设备之一,而电动刀架则是数控车床的关键部件之一。

电动刀架的稳定性和精度直接影响着数控车床的加工效率和加工质量。

因此,设计一款高稳定性和高精度的电动刀架对于提高数控车床的加工性能具有重要意义。

2. 研究现状目前,国内外已经有许多学者和机构对数控车床电动刀架进行了研究和实践。

其中,比较常用的电动刀架类型包括四工位电动刀架、六工位电动刀架等。

同时,一些新的技术和方法也在不断涌现,例如采用直线电机驱动的电动刀架、采用高精度编码器的电动刀架等。

3. 研究内容和目标本研究旨在设计一款高稳定性和高精度的数控车床电动刀架,主要包括以下内容:- 电动刀架结构设计:根据数控车床的加工需求和电动刀架的工作原理,设计一款结构合理、稳定性高的电动刀架。

- 电动刀架驱动系统设计:选择合适的电机和驱动器,设计电动刀架的驱动系统,确保电动刀架的运动平稳、精确。

- 电动刀架控制系统设计:设计电动刀架的控制系统,实现电动刀架的自动定位、换刀等功能。

- 电动刀架精度测试和优化:对设计的电动刀架进行精度测试,并根据测试结果进行优化改进,提高电动刀架的精度和稳定性。

4. 研究方法和技术路线本研究将采用文献研究、实验研究和系统实现相结合的方法,具体技术路线如下:- 收集和整理国内外相关文献,了解电动刀架的研究现状和发展趋势。

- 分析数控车床的加工需求和电动刀架的工作原理,确定电动刀架的设计方案。

- 选择合适的电机和驱动器,设计电动刀架的驱动系统。

- 设计电动刀架的控制系统,实现电动刀架的自动定位、换刀等功能。

- 对设计的电动刀架进行精度测试,并根据测试结果进行优化改进。

- 对电动刀架进行实际加工测试,验证电动刀架的稳定性和加工精度。

5. 预期成果和创新点本研究预期取得以下成果:- 设计一款高稳定性和高精度的数控车床电动刀架,满足数控车床的加工需求。

- 提出一种电动刀架的精度测试方法,为电动刀架的优化改进提供依据。

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o r y,t h e r e l i a bi l i t y s e n s i t i v i t y t e c h n i q u e a n d t h e r o b u s t d e s i g n me t h o d The c o m me r c i a 1 s o f t wa r e i s u s e d t o
( C NC)ma c h i n e t o o l s i s e x t e n s i v e l y d i s c u s s e d b y c o mb i n i n g t h e r e l i a b i l i t y — b a s e d o p t i mi z a t i o n d e s i g n t h e —
HUANG Xi a n— z h e n,W U Ma o- c ha n g

ZHANG Yi . mi n,HU Na i — t a o

( S c h o o l o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g a n d Au t o ma t i o n,No r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y,S h e n y a n g l 1 0 8 1 9,L i a o n i n g C h i n a )
Abs t r ac t : A r e l i a b i l i t y — b a s e d r o b us t d e s i g n f o r t u r r e t r o t a t i o n s y s t e ms o f c o np u t e r e d n ume r i c a 1 c o n t r o l
第 3 4卷 第 9期
2 0 1 3Βιβλιοθήκη 9月 兵 工 学

Vo 1 . 3 4 NO . 9 Se p. 201 3
ACTA ARM AM ENTARI I
数控 刀架转 位系统可靠性稳健设计方法研究
黄 贤振 ,吴 茂 昌 ,张 义 民 ,胡 乃 涛
( 东 北 大 学 机械 工 程 与 自动化 学 院 ,辽 宁 沈 阳 l 1 0 8 1 9 )

p l i e d t o o bt a i n t h e q u a n t i t a t i v e r e l a t i o n be t we e n s y s t e m r e s p o ns e s a n d d e s i g n v a r i a b l e s a n d t h e n t he a r t i —
关键 词 : 机 械设 计 ;回转 刀架 ;转位 系统 ;可 靠性 稳健 设计 ;数 控机 床
中 图分 类号 : T HI 1 2 . 1 文献标 志码 :A 文章 编号 : 1 0 0 0 . 1 0 9 3 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 1 1 3 2 - 0 5
DoI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 1 0 9 3 . 2 0 1 3 . 0 9 . 0 1 2
d e s i g n v a r i a b l e s . Th e r e l i a b i l i t y a n d r e l i a b i l i t y s e ns i t i v i t y a na l y s e s a T e pe r f o r me d b y us i ng t h e ir f s t o r d e r s e c o n d mo me n t me t h o d . F i n a l l y,a mo d e l f o r r e l i a b i l i t y — b a s e d r o b u s t d e s i g n o f t h e r o t a t i o n s v s t e m 0 f t h e t ur r e t i s d e v e l o pe d. A p r a c t i c a l e n g i n e e r i n g s t u d y i n d i c a t e s t h a t t h e p r o p o s e d me t h o d i s a g e ne r a l a n d e f - f e c t i v e me t h o d or f r e l i a b i l i t y - b a s e d d e s i g n o f t h e r o t a t i o n s y s t e m o f t h e t ur r e t
计参 数 间 的函数 关 系, 利用 一次 二 阶矩 方法 对 回转刀 架 转位 系统进 行 可 靠 性分 析 和 可 靠 性敏 感度 分析 , 建 立 回转 刀架 转位 系统 可靠 性稳健 设 计模 型 。数 字 算例 表 明 文 中所 述 方 法具 有 较 高 的计 算 效 率和 求解精 度 , 通用 性 强 , 可 以用 于数 控刀 架 转位 系统 的可 靠性 稳健设 计
摘要 :将 可靠性 优化 设计 理论 、 可 靠性 敏感度 技 术 与稳健 设计 方 法相结 合 , 讨论 数 控机 床 回转
刀架 转位 系统 可 靠性稳 健设 计 问题 。利用 多体 动力学 仿真 软件 建立 回转 刀架 转位 系统运 动 学分析
模 型, 开 展 实验 设 计获取 系统 响应 与设计 参 数变化 间的定量 关 系 , 采 用神 经 网络拟合 系统响 应 与设

e s t a b l i s h a k i n e ma t i c a n a l y s i s mo d e l o f t h e r o t a t i o n s y s t e m o f t h e t u r r e t Th e de s i g n o f e x p e r i me nt i s a p -

i f c i a l n e u r a l n e t w o r k( A N N )i s u s e d t o a p p r o x i m a t e t h e f u n c t i o n a l r e l a t i o n b e t w e e n s v s t e m r e s p o n s e s a n d
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