高速高精密数控机床多路恒温控制系统的研究
高速高精度数控机床恒温控制系统建模及仿真_李学品
收稿日期 : 2011 -01 -06; 修回日期 : 2011 -02 21 作者简介 : 李学品 ( 1986— ) , 男 , 浙江瑞安人 , 大连工业大学机械工程与 自动化学院硕士 , 研究方向 为机电一体 化 , ( Em a i l ) l i x u e p i n 0411@ 163. c o m ; 通讯作者 : 陶学恒 ( 1963— ) , 男 , 北京人 , 大连工业大学教授 , 工学博士 , 主要研究领域为轻工机 械设计制造及其 自动化 、 计算机应用技术 , ( Em a i l ) x h t a o @d l p u . e d u ,c n 。
d θ r T +θ =θ d t r ( 15)
对上式进行拉氏变换得 : 令
V K= h V K θ ( s )= θ ( s ) a S+K i
( 6)
式中 T 为热电阻时间常数 , T= 将( 15) 进行拉氏变换得 :
G ( s )=
C r 。 α F
1. 3 压缩机的数学模型建立
[ 2]
将( 8) 带入 ( 7) 中得 :
d t 1 t h i+t o C =Q K πD2 p 2 h t hd τ 4 2 ( 9)
将上式进行拉氏变换并整理得 :
T ( s )= h Q2 ( s )+ T ( s )+T ( s ) 1 i o πD2 hK 4 2 1 2 C S+ πD p hK 4 1 t 2 i+t 0 K πD h t h4 2 ( 10)
图 2 油槽简化图 Q V θ i +Q i =C h h m Qo =C V θ h h a +Q w
口温度的拉氏变换 , Q s ) 为压缩 机功率的 拉氏变 2(
高速精密数控机床进给伺服系统的控制研究的开题报告
高速精密数控机床进给伺服系统的控制研究的开题报告一、选题背景随着现代工业的发展，高速精密数控机床在工业生产中的应用越来越广泛。
而高速精密数控机床的进给伺服系统作为控制机床各个运动轴的重要组成部分，对机床的稳定性、精度、速度等方面都有着极高的要求。
因此，对高速精密数控机床进给伺服系统的控制研究具有重要意义。
二、研究目标本研究旨在探索高速精密数控机床进给伺服系统的控制方法，解决机床在高速、高精度加工中可能面临的控制难题。
具体目标如下：1. 研究进给伺服系统的控制原理及其应用；2. 探索高速精密数控机床进给伺服系统的控制方法；3. 设计可靠的控制策略，提高机床的加工效率和精度；4. 进行仿真分析，验证控制策略的有效性。
三、研究内容1. 进行高速精密数控机床进给伺服系统的控制原理分析，研究伺服系统的结构、工作原理和主要技术参数等；2. 探索高速精密数控机床进给伺服系统的控制方法，包括传统PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3. 设计高速精密数控机床进给伺服系统的可靠控制策略，基于模糊控制和神经网络等方法；4. 利用MATLAB/Simulink等工具进行仿真实验，验证控制策略的有效性；5. 撰写实验报告，总结研究成果。
四、研究意义通过研究高速精密数控机床进给伺服系统的控制方法，不仅可以提高机床的加工效率和精度，还可以减少人工操作的误差，降低企业生产成本。
本研究的成果对于推广智能制造、提高企业竞争力具有重要意义。
五、研究方法本研究将采用文献调查、理论分析、仿真实验等方法，结合实际工作和研究需求，不断深化和完善研究内容和研究方向。
六、研究进度安排1. 第一阶段（1-3周）：文献调研，明确研究方向；2. 第二阶段（4-6周）：进给伺服系统的控制原理分析；3. 第三阶段（7-9周）：高速精密数控机床进给伺服系统的控制方法探索；4. 第四阶段（10-12周）：控制策略设计及仿真实验；5. 第五阶段（13-14周）：实验数据分析和论文撰写。
《面向复合加工的数控系统多轴多通道控制技术的研究》
《面向复合加工的数控系统多轴多通道控制技术的研究》一、引言随着制造业的快速发展，复合加工技术已经成为现代制造领域的重要技术之一。
这种技术通过将多种加工工艺集成在一起，实现了高效、高精度的加工过程。
而数控系统作为复合加工技术的核心，其多轴多通道控制技术更是直接关系到加工质量和效率。
因此，研究面向复合加工的数控系统多轴多通道控制技术具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、复合加工及数控系统概述复合加工技术，即综合运用多种加工手段对同一工件进行一次或多次加工，具有高效、高精度的特点。
它要求加工系统具有高度的协调性和一致性。
数控系统则是实现这一目标的核心，通过高精度、高效率的控制策略，实现多轴联动和多通道协同。
三、多轴多通道控制技术分析（一）多轴控制技术多轴控制技术是数控系统的关键技术之一，它通过控制多个轴的协同运动，实现复杂工件的加工。
在复合加工中，多轴控制技术要求各个轴之间的高度协调和同步，以保证加工精度和效率。
此外，还要考虑轴的动力学特性、刚度、热变形等因素，以实现稳定的加工过程。
（二）多通道控制技术多通道控制技术是数控系统的另一重要技术，它通过多个独立的通道同时控制多个轴或多个加工过程。
在复合加工中，多通道控制技术可以实现多个加工工艺的并行处理，提高加工效率。
同时，各个通道之间要实现信息的实时交互和共享，以保证加工过程的协调性和一致性。
四、面向复合加工的数控系统多轴多通道控制策略研究（一）多轴联动控制策略针对复合加工的多轴联动需求，研究相应的控制策略是必要的。
这包括轴间协调策略、路径规划策略、速度与加速度控制策略等。
通过优化这些策略，可以实现多轴的高效协同和精确控制。
（二）多通道协同控制策略多通道协同控制策略是实现多个加工工艺并行处理的关键。
这需要研究通道间的信息交互机制、协同算法以及资源分配策略等。
通过优化这些策略，可以实现多个通道之间的实时协同和高效交互。
五、实验验证与应用分析为了验证所研究的面向复合加工的数控系统多轴多通道控制技术的有效性，进行了一系列实验。
高端数控机床控制系统研究
高端数控机床控制系统研究一、前言高端数控机床控制系统是数控机床的核心部件，其性能直接关系到整台机床的加工精度和效率，因此其研究具有重要的理论与应用价值。
本文将从控制系统的组成结构、数控机床零部件的加工及控制系统的优化等方面对高端数控机床控制系统进行探讨，旨在为相关领域的研究人员提供参考。
二、高端数控机床控制系统的组成结构高端数控机床控制系统的组成结构主要包括机床控制器、数控系统、伺服系统和机床传动系统等四个部分。
1. 机床控制器机床控制器是数控机床的核心部件，用于将加工程序转换成电信号，传递给数控系统执行。
常用的机床控制器包括Siemens、Fanuc和Mitsubishi等。
2. 数控系统数控系统是指用于监控、调节和控制整个数控机床的自动化系统。
它可以使加工过程实现全自动化，提高加工效率和精度。
数控系统主要由数控处理器、存储器、输入输出设备和操作界面等组成。
3. 伺服系统伺服系统是数控机床的动力系统，主要用于控制运动轴的运动，提高加工精度和效率。
伺服系统由伺服电机、减速器和控制器等组成。
4. 机床传动系统机床传动系统指机床主轴、进给轴和辅助轴等的传动装置。
传动系统应具有高精度、高刚度和高可靠性等优良特性。
三、数控机床零部件的加工与控制系统优化1. 零部件加工数控机床零部件的加工是数控机床控制系统研究的重要内容之一。
加工过程主要包括安装调整、维护保养、自适应控制和加工参数优化等环节。
2. 控制系统优化控制系统优化包括性能优化、工艺优化和稳定性优化等。
性能优化通常针对控制系统的响应时间、精度和可靠性等进行优化。
工艺优化则主要针对加工工艺进行优化，以提高加工效率和精度。
稳定性优化则主要在保证系统稳定和可靠的前提下提高系统的动态响应和速度。
四、数控机床控制系统的未来展望未来，随着工业自动化和智能化的发展，数控机床控制系统将面临更高的要求和挑战。
其中，智能化将成为数控机床控制系统发展的新方向。
智能化数控系统将采用人工智能、机器学习等高新技术，使数控机床具有更高的自适应性和智能化水平。
高端数控机床的控制技术研究
高端数控机床的控制技术研究随着经济的不断发展和技术的飞速进步，我国机械制造行业也迎来了一个前所未有的发展机遇。
数控机床作为机械制造行业中的重要组成部分，已经成为了整个行业中不可或缺的一部分。
随着市场对机械制造品质的不断提高和严苛的质量标准，高端数控机床的控制技术研究已经成为了机械制造行业中的一大焦点。
一、高端数控机床的意义高端数控机床是指具有高精度、高速度、高刚度和多轴联动等创新性特点的数控机床。
相较于传统数控机床，高端数控机床具有更加高效稳定的性能，可以有效提高机床的加工精度和加工效率。
同时，高端数控机床还可以实现多工位加工和自动化加工，是实现机械制造的智能化和高效化的重要手段。
二、高端数控机床的控制技术高端数控机床的控制技术是高效、稳定和高可靠性的数字控制系统(DNC)。
DNC是一套可以控制多个机床的系统，该系统具有多种控制方式和加工模式，可以实现多种工艺要求的加工。
DNC主要包括以下几个方面：（一）系统架构DNC系统的整体架构通常分为前端和后端两部分。
前端主要包括控制器、编程设备、数显装置等组成，而后端主要包括计算机、通信设备、终端设备等组成。
（二）控制器控制器是DNC系统的核心部分，主要用于完成数控机床的加工过程控制，包括加工数据传输、数据处理、运动控制、动态修正和报警处理等。
（三）编程设备编程设备是用于数控机床编程的工具，包括控制器键盘、数控编程软件和图形化编程软件等。
这些工具可以帮助操作人员进行快速编程和图像化操作，提高编程效率和准确性。
（四）数显装置数显装置是指一种可以用来显示机床加工精度、机床状态和生产数据的数码显示装置。
数显装置可以实时地反映机床加工精度和生产效率，帮助操作人员对机床进行实时监控和管理。
三、高端数控机床的未来发展随着信息技术的不断发展和数控技术的不断成熟，高端数控机床的发展前景非常广阔。
未来，高端数控机床将与机器人技术、云计算技术、大数据技术等技术相结合，实现自动化加工、在线监控和远程操作等多种功能。
数控机床的高速高精技术应用探析
数控机床的高速高精技术应用探析数控机床是近年来发展迅速的一种高端装备，随着工业4.0的深入推进，数字化、智能化、高速化和高精度成为了数控机床发展的重要趋势。
高速高精的技术应用不仅提高了机床加工的效率和精度，也极大地推动了制造业的升级和转型。
本文将就数控机床的高速高精技术应用进行探析，分析其发展趋势和应用前景。
一、高速高精技术的发展现状近年来，随着数控机床的发展，高速高精的技术应用越来越成为行业的热点。
在高速加工方面，数控机床的主轴转速不断提高，采用了更加刚性的机床结构和更高性能的主轴驱动系统，加工速度和加工效率得到了大幅提升。
在高精度加工方面，数控机床采用了更加精密的传感器和控制系统，实现了对加工精度的更精准控制，使得零件的尺寸和表面质量得到了极大提高。
高速高精技术的应用也成为了不同行业的共同需求。
在航空航天、汽车制造、模具制造、光学仪器等高端制造领域，对于零件加工精度和表面质量的要求越来越高，而高速高精加工技术恰恰能够满足这一需求，因此得到了广泛的应用。
1. 高速加工特点高速加工技术通过提高切削速度和进给速度，缩短加工周期，提高生产效率。
在数控车床、数控铣床和数控磨床等设备上，高速加工技术广泛应用，能够实现对不同材料的高速加工，包括金属、塑料、陶瓷等。
高精度加工技术通过提高机床的定位精度、运动精度和重复定位精度，有效保证了零件的加工精度、表面质量和尺寸稳定性。
对于微小零件、精密零件和高要求的零件加工，高精度加工技术尤为重要。
3. 技术融合特点高速高精加工技术不仅仅是单一技术的应用，还包括了多种技术的融合。
比如高速铣削技术中，常常结合了高速切削、高速进给、高速刀具和高速主轴等多种技术，使得加工效率和加工质量得到了提升。
1. 高速高精机床的更高性能随着先进材料和先进加工技术的不断突破，高速高精机床的性能将会得到更大的提升，包括主轴转速、进给速度、定位精度和重复定位精度等方面。
随着人工智能、大数据和云计算等技术的快速发展，高速高精机床将会走向智能化方向，实现自动化生产和智能化管理，提高生产效率和降低成本。
高速高精密数控机床多路恒温控制系统的研究
! 控制与检测 !
备仪表有温度变送器、 压力变送器等。
组合机床与自动化加工技术
3 数控机床多路恒温控制系统 PLC 程序设 计
3 . 1 恒温控制系统的程序流程设计 恒温控制系统程序流程图如图 3 所示。
图 3 恒温控制系统程序流程 图
为了使压缩机开机后, 不会因为 冷凝器散热不 好 , 导致制冷温度及相应压力过高而造成故障 , 制冷 机组首先启动泵和风机, 然后启动压缩机。 程序中设定了手动操作和自动控制操作选择开 关 , 在任意阶 段都能够实现两者间的切换实现温度 的手动、 自动控制选择。油槽温度模块计算出当前 时刻的温度和设定值的温度 , 可以计算出温度的偏 差值, 使用简单的 P ID 控制回路就可以计算出电磁 阀的开度。通过电池磁的打开迅速制冷调节温度。 3 2 恒温控制系统程序组成模块 恒温控制系统程序组成模块图如图 4 所示。 ( 2)程序段 2 : 比较指令 , 当实际热敏电阻的温度 大于与设定值温度时 PT100_1H 得电。
a b c
(a . Schoo l o fM echan ica l Eng ineering and Autom a tio n ; b . School or Inform ation Science and Eng in eering ,
0 引言
在工业生产中, 实现精密和超精 密加工的主要 条件之一是超精密加工环境 的温度控制, 而热变形 是精密和超精密加工误差的主要来源之一。 100mm 长的铁系金属零件, 在温度变化 1 时的热膨胀量约 为 1 6 m。很多机床、 精密机床都要在一定的恒温 条件下才能正常安全的工作 , 所以要对机床进行恒 温控制。文献 [ 6] 通过对恒温方法的比较 , 认为效果
最为显著的是恒温油液喷淋的方法。为了得到恒温 油液也有几种不同的方法: 第一种方法, 采用单片机 控制制冷装置和加热器来调节油液温度 的变化, 第 二种方法 , 采用 PLC 控制制冷装置和加热器来调节 油液温度的变化。采用 PLC 控制能能直接进行网络 通信 , 这是单片机控制所不具备的 , 并且 PLC 可直接 用于强烈干扰的工业生产现场 , 而且控制精度比较 高。 本文研讨了一种利 用压缩机、 冷凝器、 调节阀、
《超快激光数控机床控制系统的研究与开发》
《超快激光数控机床控制系统的研究与开发》一、引言随着现代制造业的快速发展，对高精度、高效率的数控机床控制系统需求日益增长。
特别是在激光加工领域，超快激光数控机床控制系统成为实现高效、精准加工的关键。
本文旨在研究和开发一种超快激光数控机床控制系统，以适应高精度、高速度的激光加工需求，提高生产效率和产品质量。
二、研究背景与意义超快激光数控机床控制系统是集成了计算机技术、控制技术、光学技术等领域的先进技术，其性能直接影响着激光加工的质量和效率。
然而，传统的数控机床控制系统已无法满足现代制造业对高精度、高速度加工的需求。
因此，研究和开发超快激光数控机床控制系统具有重要的现实意义和市场需求。
三、系统架构与关键技术（一）系统架构超快激光数控机床控制系统采用模块化设计，主要包括主控制器、运动控制模块、激光电源控制模块、传感器模块等。
主控制器负责整个系统的协调和控制，运动控制模块负责机床的运动控制，激光电源控制模块负责激光器的开关和功率控制，传感器模块负责采集机床加工过程中的各种数据。
（二）关键技术1. 高精度运动控制技术：采用先进的伺服控制系统和高速处理器，实现机床的高精度运动控制。
2. 激光功率控制技术：通过精确控制激光器的输出功率，实现不同材料的加工需求。
3. 数据处理与算法优化：通过数据采集和分析，对控制系统进行算法优化，提高加工效率和精度。
4. 实时监控与故障诊断技术：通过传感器实时监测机床的加工状态，实现故障诊断和预警。
四、系统开发与实现（一）软件开发超快激光数控机床控制系统的软件开发采用模块化编程思想，将系统功能划分为多个模块，分别进行开发和测试。
通过编程语言和开发工具，实现主控制器的协调控制和各模块之间的通信。
（二）硬件设计硬件设计主要包括运动控制卡、激光电源控制卡、传感器等的设计和选型。
在硬件设计过程中，需要考虑系统的稳定性、可靠性和可维护性等因素。
（三）系统集成与测试系统集成与测试是超快激光数控机床控制系统开发的重要环节。
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组合机床与自 动化加工技术
高速高精密数控机床多路恒温 控制 系统的研究
李 学品 贾春 学 陶 学 恒 ， ，
（ 大连 工业大 学 ａ 机械 工 程与 自动化 学院 ； ． ． ｂ 化工 与材 料学 院 ； ． 息科 学与工程 学 院， Ｃ信 大连 辽 宁
关 键 词 ： 控 机 床 ； 温控 制 ； 形 图 ； 节 数 恒 梯 调 中图分类 号 ：Ｐ９ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｏ ｆＨ ｉ ｈ－ｐｅ ｄ、 ｉ ｈ ｐｒ ｃ ｓｏ ｓ ａ ｃ ｇ ｓ ｅ Ｈ ｇ ｅ ｉｉｎ ＮＣ ａ ｈｉ ｅ Ｍ ｕｌｉｃ ａ ｅ ｍ ｐｅ ａ ｕｒ ｎｔｏｌＳ ｔｍ Ｍ ｃ ｎ ｔ・ ｈ ｎｎ ｌＴｅ ｒ ｔ ｅ Ｃｏ ｒ ｙｓｅ
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１６３ １ ０ ４） 摘 要 ： 分 析 温 度 控 制 对 实现 精 密 和 超 精 密 加 工 技 术 的 重 要 性 基 础 上 ， 出 了 一 种 恒 温 油 液 喷 淋 机 在 提
床 运 动 部 件 方 法 来 减 少 机 床 热 变 形 和 保 障 零 件 加 工 精 度 的 多路 恒 温 控 制 方 法 。 构 建 了 由 Ｐ 机 、 Ｃ
Ｐ Ｃ控 制 器、 Ｌ 压缩机 、 旁通 阀、 冷凝 器、 电磁 阀、 蒸发 器、 力 膨胀 阀、 和 油槽 等 组 成 的 高速 、 热 泵 高精 密
数 控 机 床 多 路 恒 温 控 制 系统 ， 用 Ｐ Ｃ 的模 拟 量检 测 方 法 实现 对 油 槽 温 度 、 力 （ 位 ） 行 实 时 测 应 Ｌ 压 液 进 量 ， 而实现对数控 机床 的恒 温控制 ， 从 以保 障 高速 、 高精 密 数 控 机 床 系统 的 工 作 稳 定 性 。