一、数控工具磨床伺服系统设计及其动态特性分析（论文文献综述）
彭国豪,满吉鑫,洪圳,高敬辞,王成勇,郑李娟[1]（2021）在《印制电路板微钻精密数控高速磨削装备关键技术发展现状》文中指出对国内外印制电路板微钻精密数控高速磨削装备产品性能进行了分析对比,介绍了印制电路板微钻精密数控高速磨削装备的主要类别、关键结构及其研究现状,并提出未来印制电路板微钻精密数控高速磨削装备发展趋势。用于生产印制电路板微钻（直径小于或等于0.2 mm）的国产精密数控高速磨削装备产品的精度、稳定性和效率相比进口设备还有一定差距,差距主要体现在多工位结构、主轴和砂轮,确保主轴可靠性和稳定性、磨削砂轮的性能是解决目前印制电路板微钻精密数控高速磨削难点的燃眉之急。微钻精密数控高速磨削装备主要包括外圆磨床和磨槽磨尖机床,阐述了多工位结构、磨削砂轮、主轴系统、进给系统对微钻精密高速数控磨削装备性能的影响,未来印制电路板微钻精密数控高速磨削装备将朝着高稳定性、高效、集成、智能化和具备在线监测、状态监测功能方向发展。
叶启立,赖志伟,刘小杰,李姣,王成勇,郑李娟[2]（2020）在《五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状》文中提出五轴联动工具磨床是对复杂自由表面刀具进行高效磨削制造的先进装备。着力发展五轴联动工具磨床,可大幅提高制造业的发展水平。对国内外五轴磨床主要厂商和主要产品进行了对比分析,并介绍了五轴工具磨床的关键结构、数控系统、检测系统以及磨削工艺的研究进展。得出结论:开放性数控系统不仅要提高兼容性和扩展性,也要提升运行速度和加工精度;检测系统的研究应更关注机床故障的早期检测,并提供解决方案,而工件的检测应向非接触式检测发展;五轴磨削工艺需侧重于工艺优化和兼容性问题的研究。
雷子山[3]（2020）在《六轴数控刃磨机的研制》文中研究表明“工欲善其事,必先利其器。”在数控技术中,刀具作为一种基本的加工设备,在切削加工中起着关键的作用。随着现代工业的不断发展,复合材料、新型高强度钢等高性能材料广泛应用于工业产品中。对刀具的整体性能提出了更高的要求。在机械加工及制造过程中,铣刀作为一种切削工具,扮演者非常关键的角色。工件及零部件的加工精度和表面质量是由刀具刃磨质量的好坏决定的,基于此,采用先进的数控刃磨机床是所必须,基于此,本文研制了一种先进的六轴数控刃磨机床,其目的是来实现常用刀具的自动刃磨。首先,通过研究数控机床设计的方法和步骤,构思出数控刃磨机的整体设计方案,并进行优化,确定了基于刃磨机的机构运动方案,并对其各个系统中的关键零部件进行详细设计和理论分析计算,绘制出了机床总系统的装配图和关键零部件的零件图,为后续仿真及优化做了相关铺垫工作。主要对刃磨机的主轴传动系统以及X、Y、Z、A、B、C六轴联动的进给系统进行设计。根据给定参数的设计要求,对传动系统的主要零部件:滚珠丝杠螺母副进行具体的设计计算、选型。并利用三维建模软件对该数控刃磨机床的各个系统及关键零部件进行三维建模和整机装配。为了验证数控刃磨机设计原理和相关运动过程能否达到刃磨要求,本文利用ADAMS软件对整机进行机构运动学和动力学仿真分析,对刃磨机整机系统及关键零部件进行了轻量化设计。并运用ANSYS有限元分析软件对该刃磨机的关键部件进行有限元分析,分析了其关键零部件在工作状态下的应力和位移,并对核心零部件进行了模态分析,分析得到了前六阶模态频率,指出了工作过程中的振动频率,为后续试验及工作提出了指导意见。验证了机械设计的可靠性和可行性,对结构进行适当优化和分析改进。然后采用模块化方法对整机的电气控制系统进行规划、设计,介绍了步进电机和驱动器的选型和技术参数,完成电气硬件的构建。最后,以平底立铣刀的刃磨为例,说明了数控编程的方法以及刃磨机的操作方法和步骤,验证了六轴数控刃磨机的可操作性、可行性。
黄文爽[4]（2020）在《粗精磨一体化缝纫刀具数控刃磨机开发》文中认为机床的发展体现着一个国家的工业实力,在各届中国国际机床展览会中都能看到各种新型的数控机床,每一次的展会都能看出数控机床的发展方向趋于智能化、自动化和高度精密化。本文以一种机械类缝纫刀具刃磨为目标,在结合实际应用的情况下开发了一种新型数控粗精磨一体化刃磨机,此刃磨机的开发符合现代化数控机床的发展趋势。本文分析了刀具刃磨的实际情况,根据目标刀具刃磨的具体要求,提出刃磨机结构设计方案,在结构上采取双工位的布局方式,刀具经过两次刃磨可直接成形;在加工方式上采取对称磨削,可保证刀刃的良好的对称性。主体结构方案确定以后,针对机床的其它各关键组成部分如上下料结构、夹具、防护等进行了精心设计。此外,对机床所用的核心零部件如滚珠丝杠、伺服电机、主轴等进行了选型与校核。为了提高设计的合理性与制造的经济性,基于ANSYS Workbench15.0平台,对机床进行了静、动态特性分析。对机床底座进行静力学分析,计算出整体受力变形云图,直观地观察出易变形位置并有效验证设计的合理性;对机床整体进行模态分析,求解出关键振型及对应频率,为机床避免共振提供理论依据;对机床整体进行谐响应分析,得到各轴振幅曲线,有利于分析机床加工的安全特性;对主轴进行瞬态动力学分析,求解出加工过程中主轴因受磨削反力而导致的变形云图和曲线,验证其形变量在不影响加工精度的可控范围内。根据机床的结构特点以及磨削的动作流程,设计了机床的控制系统,绘制了PLC接线原理图,根据接线图完成各关键电器元件以及一些控制元件的选型并完成电气控制柜的设计与安装。最后,根据刀具的精度要求进行了大量的磨削实验,并挑选了几组典型实验数据进行了说明,将实验结果拟合成变化趋势曲线,有利于指导加工过程中主轴坐标与进给速度的补偿量,并且方便二次调试时找出各磨削参数值的标准范围。
冯一凡[5]（2020）在《基于PMAC的智能五轴工具磨床的数控系统开发》文中指出2015年3月5日,我国提出“中国制造2025”的宏大计划,要求以创新发展、提质增效为主题和中心,以推进智能制造为主攻方向,实现制造业由大变强的历史跨越。五轴联动数控工具磨床作为高、精、尖数控设备,是一种结构复杂、自动化程度高、可靠性要求高的机电一体化产品,而开放式数控系统也是未来数控系统和高端机床发展的趋势。本课题基于“IPC+PMAC”的双CPU结构,研究高精度五轴数控磨床的技术指标和功能需求,确定数控系统中的关键技术,完成五轴数控磨床数控系统总体方案设计。硬件部分根据所需要达到的技术指标和功能完成模块划分,并根据实际情况进行硬件选型,并完成供电系统、伺服系统等电路集成。软件部分根据实际五轴数控磨床在使用方面和人机交互方面的功能,对下位机PMAC和上位机PC端进行功能模块划分,并完成相关的程序设计。搭建伺服系统仿真模型,使用传统PID经验整定法和模糊自适应PID整定法分别对伺服系统的PID控制进行仿真,并通过实验验证,模糊自适应PID整定能得到更好的动态特性。使用激光干涉仪对定位精度进行测试,基于PMAC补偿原理对各轴进行补偿,从而达到更好的定位精度。使用球杆仪对各轴联动精度进行测试,依据测试结果有针对性地对系统进行改进,最终满足精度要求。数控系统搭建完成后,进行加工前的准备工作,确定整个数控系统可以稳定、安全地运行,并实际完成了刀具加工任务,所加工刀具满足刀具设计要求。
王春燕[6]（2019）在《五轴数控刀具磨床关键零部件的结构设计及动态特性分析》文中进行了进一步梳理随着现代制造技术的发展,人们对高精度特型刀具的品种和数量的需求越来越大,刀具的刃形也越来越复杂,这类刃形复杂的刀具,采用普通工具磨床和传统工艺方法来制造很难实现,这使得世界各国都在研究五轴联动的数控工具磨床。电主轴直驱磨削模块不仅输出转矩大,承载能力高、可靠性好,而且具有快速的动态响应和高的精度。但是这种电主轴直驱方式的刀具磨床需要怎样的机械结构去实现,以及这种直驱方式下对关键零部件的动态特性是否满足强度、刚度以及加工要求,值得我们研究和探讨。本文通过对五轴数控刀具磨床的研究,参考并结合了前人对五轴数控刀具磨床的设计研究,完成了五轴数控刀磨床虚拟样机的设计。本文主要研究内容如下:（1）本文完成了五轴数控刀具磨床的总体结构设计,按照总体设计方案,在Solidworks三维软件中完成各模块的几何建模以及各模块的装配。（2）本文完成了对关键零部件的静动态特性分析,通过静力学分析校核关键零部件设计的合理性,分析受力情况对零件精度的影响,表明在受到静力状态下关键零部件的变形量能够满足刚度要求。（3）本文通过动态特性分析中的模态分析,分析零部件自由状态与约束状态下的固有频率,分析得出结论床身、滑台、回转工作台连接件具有良好的模态特性;通过谐响应分析,分析床身、滑台、回转工作台连接件对频率的响应特性,得出结论床身需要避免3400-3500Hz频段,滑台需要避免500-600Hz频段,回转工作台连接件需要避免1750-1850Hz频段。（4）本文通过静动态特性分析后的结果,对关键零部件结构模型进行优化设计,主要考虑一下两个方面:拓扑优化设计与结构参数优化设计,得到了结构的最优模型。
马楠[7]（2017）在《五轴工具磨床设计与虚拟样机分析》文中提出随着工业的不断发展,现代机械制造业对零件产品的要求越来越苛刻,对加工刀具的性能也提出了更高的挑战。现代数控刀具的加工难点主要体现在超硬材料的磨削以及先进型面的拟合,这对刃磨刀具的数控工具磨床提出了较高的水平要求。其中五轴数控工具磨床的发展水平作为国家工业竞争力的重要基石,成为了先进工具磨床的研究热点之一。本文在这一背景下基于某厂商的加工需求,结合虚拟样机技术完成了某型第一代五轴数控工具磨床机械结构的设计,并针对数字化的磨床虚拟样机进行静、动态性能的试验分析,依据分析结果完成了设计方案的优化以及评价工作。其中虚拟样机技术的使用极大地缩短了磨床研发的周期,为该型五轴数控工具磨床的试验样机制造提供了理论基础与数据支持。本文主要研究内容如下:（1）基于模块化的设计思想,研究了五轴数控工具磨床功能模块的创建工作,明确磨床机械结构的设计目录和要求,也为该型磨床后期的系列化产品提供理论基础。（2）依照五轴数控工具磨床的模块划分结果,研究了该型磨床结构模块下各非标准件的设计以及标准件的计算、选型与校核工作;同时基于SolidWorks三维造型平台,探讨并完成了磨床的零部件建模和整机的虚拟装配过程。（3）基于虚拟样机技术,在有限元软件的帮助下,研究了磨床各关键结构部件的静态特性与自由振动下的动态响应,校核设计方案的合理性,为优化设计提供方向依据与指导。（4）重点研究了磨床立柱的优化设计方法,在虚拟样机的实验环境下,通过组合实验、统计分析以及响应面拟合,得到了磨床立柱各优化目标函数对主要设计参数的响应规律,并基于遗传算法寻找到各设计参数组合的最优解。（5）研究了磨床磨削系统装配体的受迫振动响应特性,通过谐响应分析得到了所关注的工况点在一定激励频率范围内振动幅值的响应曲线,预测了低阶的共振频率段,验证了设计方案的合理性。
翟春阳[8]（2017）在《小型手术刀刃磨机开发》文中研究说明手术刀具有治病救人的特殊属性,且在我国的医疗器械产业中占据重要地位。手术刀经过长期的发展和演变,其功能一直在不断地改进和优化。手术刀功能的实现主要取决于刀片的形状,因此,在通常情况下手术刀刀片的形状多种多样,而手术刀的刃口质量是其能否实现预期功能的关键所在。在我国,对于一些刃口形状小且复杂的手术刀刃口磨削技术仍与发达国家存在一定差距。目前,相当一部分医疗器械企业手术刀片磨削设备主要依靠进口或者手工磨削开刃。前者提高了企业生产成本,后者则严重影响企业的生产效率,产品质量把控困难,缺乏市场竞争力。不仅如此,手术刀属于消耗品,我国又是人口大国,因此手术刀需求量很大。国内的大中型医疗机构对国产手术刀质量缺乏信心,为了保证手术质量,一般会选择进口手术刀,这样不仅增加了手术成本同时也给患者造成了不小的经济压力。本文针对上述问题,开发了用于小型手术刀的刃口磨削机床,主要针对形状小、刃口的几何和形位公差要求较高的手术刀刃口自动化磨削。本文首先根据所要实现的磨削功能,提出机床主体结构设计方案。主要包括床身、立柱、床鞍和工作台的机械结构设计,并针对工件结构特点,开发了机床夹具。本机床共有三个直线运动轴和两个旋转轴,直线运动系统由导轨滑块和丝杠螺母副等机构构成,并配备了直线光栅尺,两个旋转轴由双轴转台实现,最后对机床的内、外防护进行了设计。对机床所用的诸如导轨、丝杠、驱动电机、光栅尺以及电主轴等机械标准件进行了选型和校核工作。基于ANSYS Workbench15.0有限元分析软件,对机床结构进行了有限元静动力学分析。在有限元静力学分析中,重点研究了机床结构的变形量和应力变化。在动力学分析中,对机床整体结构进行了模态和谐响应分析,获取了机床前几阶固有频率和振型,对机床的静动态特性有了较全面的认识。搭建机床控制系统,设计了机床主电路并对伺服控制系统、主轴控制系统、数控系统I/O接口等控制电路进行了接线设计。最后,完成了机床磨削工艺实验,采用理论计算和实验数据分析等手段最终确定了最佳刃口磨削工艺参数。
杨欣雨[9]（2017）在《基于UMAC的五轴磨床数控系统开发》文中进行了进一步梳理随着现代制造技术的发展,对刃形复杂的高精度刀具的需求迅猛增长,因此对制造刀具的数控磨床需求也大大增长。而数控工具磨床的核心在于数控系统,传统的CNC系统虽然具有相当成熟的控制技术,但由于其封闭性逐渐不适用于当今世界制造业对智能化、柔性化的需求,因此开放式数控已经成为数控系统发展的新趋势。目前,国内的五轴联动的数控工具磨床仍然需要依靠进口,为了实现国产五轴磨床数控系统的自主研发,本文通过对五轴数控工具磨床的机械结构及功能要求的分析,研究开放式数控系统的硬件及软件结构体系,提出基于UMAC运功控制器的五轴磨床数控系统的设计方案。根据对整个刀具设计、仿真、制造一体化的设计理念,对刀位文件数据后置处理运动求解算法进行研究,发现后置处理运动求解中存在砂轮初始轴向不同、工件坐标系方向相对于机床坐标系不统一导致的问题,导致目前已有的算法并不完全适用。因此提出了一种基于坐标变换的双向求解方法,完成了磨床的运动求解过程的推算,为完善磨床的后置处理方法,实现设计与制造一体化奠定基础。采用模块化设计方法,对系统软件的功能模块进行划分和设计。UMAC运动控制器具有优越的开放性,功能强大且便于开发。通过研究上位机与UMAC的通信方式,及代码检验、运动程序自动生成、加工过程代码同步显示、磨床回零、伺服参数整定等关键技术,满足了数控系统的功能需求。最后利用软件工程技术在.NET平台上开发出一套五轴工具磨床数控软件系统,并建立了数控系统仿真的实验平台,进行了软件系统的调试和验证。
刘保朝[10]（2017）在《高精度数控万能工具磨床的优化设计》文中研究表明通过对万能工具磨床主轴系统的方案设计和有限元分析,达到优化设计目的,提高了主轴的静态刚度和动态性能,保障工具磨床的刃磨质量和磨削能力。同时,对进给系统进行了数控化设计,确定了伺服电机和驱动器,实现精确的位置跟踪与定位。
二、数控工具磨床伺服系统设计及其动态特性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数控工具磨床伺服系统设计及其动态特性分析（论文提纲范文）
（1）印制电路板微钻精密数控高速磨削装备关键技术发展现状（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 印制电路板微钻精密数控高速磨削装备国内外产品性能对比 |
| 2 印制电路板微钻精密数控高速磨削装备分类 |
| 2.1 印制电路板微钻外圆磨床 |
| 2.2 印制电路板微钻磨槽磨尖机床 |
| 3 印制电路板微钻精密数控高速磨削装备关键结构 |
| 3.1 多工位结构 |
| 3.2 磨削砂轮 |
| 3.3 主轴系统 |
| 3.4 进给系统 |
| 3.5 床身 |
| 4 印制电路板微钻精密数控高速磨削装备未来发展趋势 |
| 5 结束语 |
（2）五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 五轴工具磨床现状 |
| 1.1 主要产品性能 |
| 1.2 数控系统对比 |
| 2 关键结构的研究进展 |
| 2.1 工作台结构布局 |
| 2.2 进给机构 |
| 2.3 自动上下料机构 |
| 2.4 工件辅助支撑机构 |
| 2.5 磨削砂轮 |
| 3 五轴磨床数控系统的研究进展 |
| 4 五轴磨床检测系统的研究进展 |
| 4.1 机床状态检测系统 |
| 4.2 在线检测系统 |
| 4.2.1 在线检测系统的构成 |
| 4.2.2 在线检测系统原理 |
| 4.2.3 数控机床在线检测技术发展趋势 |
| 5 五轴磨床磨削工艺的研究进展 |
| 5.1 直接驱动技术 |
| 5.2 多工步加工的后置求解方法 |
| 6 结束语 |
（3）六轴数控刃磨机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 数控刃磨技术的研究和发展趋势 |
| 1.3 课题研究主要内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.4 课题拟解决的关键问题 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 六轴数控刃磨机机械结构设计 |
| 2.1 整机总体设计 |
| 2.1.1 确定刃磨机达到的主要技术参数和技术指标 |
| 2.1.2 刃磨机的总体布局 |
| 2.2 机床关键部件滚珠丝杠理论计算 |
| 2.2.1 机床丝杠及进给系统组成 |
| 2.2.2 由物理模型建立力学模型 |
| 2.2.3 由力学模型建立数学模型 |
| 2.2.4 机床丝杠系统的振动特性 |
| 2.3 滚珠丝杠选型介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 刃磨机主要部件建模仿真及分析 |
| 3.1 机构的三维实体建模 |
| 3.2 多体动力学理论基础 |
| 3.2.1 多刚体动力学算法原理 |
| 3.2.2 多柔体动力学 |
| 3.3 刃磨机系统的运动学和动力学仿真分析 |
| 3.3.1 模型的导入 |
| 3.3.2 定义各部件属性 |
| 3.3.3 确定部件之间的约束 |
| 3.3.4 添加驱动 |
| 3.3.5 添加关键零部件的接触及重力 |
| 3.3.6 仿真步数设置 |
| 3.3.7 机构仿真结果分析 |
| 3.4 基于ANSYS环境下刃磨机的静力学和动力学分析 |
| 3.4.1 有限元分析思路及分析软件ANSYS简介 |
| 3.4.2 有限元分析的方法 |
| 3.4.3 ANSYS软件中有限元分析的步骤 |
| 3.4.4 结果分析 |
| 3.5 动力学分析 |
| 3.5.1 动力学分析理论及原理 |
| 3.5.2 动力学结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电气控制系统的设计与硬件构建 |
| 4.1 电气控制系统的设计 |
| 4.2 电气系统硬件搭建 |
| 4.2.1 步进电机及驱动器的选型 |
| 4.2.2 驱动器的连接与设置 |
| 4.2.3 外围配电电路及总体硬件结构搭建 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 数控系统的开发和刃磨加工实证 |
| 5.1 开放式数控系统简介 |
| 5.2 基于Mach3数控系统的二次开发 |
| 5.2.1 数控系统硬件设计及六轴联动的实现 |
| 5.2.2 数控系统人机界面开发 |
| 5.3 立铣刀刃磨加工实证 |
| 5.3.1 编程实例 |
| 5.3.2 立铣刀刃磨加工实证 |
| 5.4 铣刀切削加工实验验证 |
| 5.4.1 实验目的 |
| 5.4.2 加工条件 |
| 5.4.3 加工过程 |
| 5.4.4 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.创新点及经济性 |
| 3.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（4）粗精磨一体化缝纫刀具数控刃磨机开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 磨削加工技术发展及现状 |
| 1.3 工具磨床国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 数控刀具刃磨机结构设计 |
| 2.1 刃磨机整体构成及主体结构设计 |
| 2.1.1 刃磨机整体组成 |
| 2.1.2 刃磨机主体结构设计 |
| 2.1.3 张紧机构设计 |
| 2.1.4 刀具夹具设计 |
| 2.1.5 机床安全防护体系设计 |
| 2.1.6 刃磨机重要技术参数 |
| 2.2 刃磨机主要部件选型与校核 |
| 2.2.1 滚珠丝杠副的选型与校核 |
| 2.2.3 伺服电机选型与校核 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 刃磨机静、动态特性分析 |
| 3.1 关键部件静力学分析 |
| 3.2 整机动力学分析 |
| 3.2.1 整机模态分析 |
| 3.2.2 整机谐响应分析 |
| 3.2.3 粗磨主轴瞬态动力学分析 |
| 3.2.4 精磨主轴瞬态动力学分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 刃磨机控制系统设计 |
| 4.1 控制系统设计流程 |
| 4.1.1 确定刃磨机加工过程 |
| 4.1.2 控制系统构成 |
| 4.2 控制系统及接线原理图设计 |
| 4.2.1 机床主电路设计及核心电器元件选型 |
| 4.2.2 刃磨机控制电路设计及关键元器件选型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 刃磨机工艺实验及数据处理 |
| 5.1 刀具形状及影响参数 |
| 5.2 粗磨部分调试与实验数据处理 |
| 5.2.1 进给速度对刀刃直线度的影响 |
| 5.2.2 粗磨主轴坐标位置对刃宽的影响 |
| 5.3 精磨部分调试与实验数据处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于PMAC的智能五轴工具磨床的数控系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 五轴数控工具磨床研究意义 |
| 1.1.3 开放式数控系统研究意义 |
| 1.1.4 研究意义小结 |
| 1.2 数控工具磨床国内外研究现状 |
| 1.2.1 数控工具磨床国外研究现状 |
| 1.2.2 数控工具磨床国内研究现状 |
| 1.3 开放式数控系统国内外研究现状 |
| 1.3.1 开放式数控系统国内外研究现状 |
| 1.3.2 基于PMAC开发的数控系统国内外研究现状 |
| 1.3.3 研究现状小结 |
| 1.4 论文主要内容 |
| 第2章 数控系统总体设计 |
| 2.1 系统功能要求与技术指标 |
| 2.2 数控关键技术分析 |
| 2.3 数控系统总体设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数控系统硬件设计 |
| 3.1 硬件组成 |
| 3.2 关键硬件模块 |
| 3.2.1 PMAC模块 |
| 3.2.2 伺服驱动模块 |
| 3.2.3 反馈模块 |
| 3.2.4 人机交互模块 |
| 3.2.5 自动化测量探针模块 |
| 3.2.6 辅助设备模块 |
| 3.3 数控系统硬件集成设计 |
| 3.3.1 供电系统设计 |
| 3.3.2 伺服系统配置 |
| 3.3.3 辅助系统配置 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 数控系统软件设计 |
| 4.1 PMAC的数控程序开发方法 |
| 4.1.1 软件系统组成 |
| 4.1.2 PLC原理及特点 |
| 4.1.3 编程环境介绍 |
| 4.2 PLC程序的模块化设计 |
| 4.3 操作模式程序设计 |
| 4.3.1 手动模式模块 |
| 4.3.2 手轮模式模块 |
| 4.3.3 程序模式 |
| 4.3.4 回零模式 |
| 4.4 探针自动化测量功能设计 |
| 4.4.1 探针测量原理 |
| 4.4.2 探针程序逻辑设计 |
| 4.4.3 探针补偿值测量方法 |
| 4.4.4 测量结果分析 |
| 4.5 报警功能设计 |
| 4.6 上位机软件设计 |
| 4.6.1 上下位机通讯 |
| 4.6.2 PMAC参数监控 |
| 4.6.3 NC代码下载与上传 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 伺服控制系统仿真与调试 |
| 5.1 伺服控制系统结构分析 |
| 5.2 数控磨床进给系统数学模型的搭建 |
| 5.2.1 进给系统数学模型分析 |
| 5.2.2 进给系统数学模型参数计算 |
| 5.3 三闭环伺服系统控制分析 |
| 5.3.1 电机模型建立 |
| 5.3.2 电流环分析 |
| 5.3.3 速度环分析 |
| 5.3.4 位置环分析 |
| 5.4 传统PID经验整定仿真与试验 |
| 5.4.1 传统PID经验整定仿真 |
| 5.4.2 传统PID经验整定试验 |
| 5.5 模糊自适应PID参数整定仿真与试验 |
| 5.5.1 模糊控制器原理 |
| 5.5.2 模糊自适应PID控制器的设计 |
| 5.5.3 模糊PID仿真分析 |
| 5.5.4 模糊PID自适应整定试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 精度补偿及试加工 |
| 6.1 直线定位精度测试及补偿 |
| 6.1.1 定位误差来源 |
| 6.1.2 精度测量与补偿原理 |
| 6.1.3 定位精度实测 |
| 6.1.4 精度补偿 |
| 6.2 圆弧插补精度测试 |
| 6.2.1 球杆仪测量原理 |
| 6.2.2 圆弧运动精度测量设计 |
| 6.2.3 测量结果分析 |
| 6.3 试加工 |
| 6.3.1 试加工准备 |
| 6.3.2 试加工过程 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1.总结 |
| 2.不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）五轴数控刀具磨床关键零部件的结构设计及动态特性分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及其意义 |
| 1.2 五轴数控刀具磨床国内外研究现状以及发展前景 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 1.4 本章小节 |
| 第2章 五轴数控刀具磨床的结构设计 |
| 2.1 五轴数控刀具磨床的总体方案设计 |
| 2.2 五轴数控刀具磨床回转工作台连接件结构设计 |
| 2.2.1 五轴数控刀具磨床磨头模块结构设计 |
| 2.2.2 五轴数控刀具磨床C、W回转进给结构设计 |
| 2.2.3 五轴数控刀具磨床回转工作台连接件结构设计 |
| 2.3 五轴数控刀具磨床滑台结构设计 |
| 2.3.1 五轴数控刀具磨床A回转进给结构设计 |
| 2.3.2 五轴数控刀具磨床Z方向直线进给结构设计 |
| 2.3.3 五轴数控刀具磨床滑台结构设计 |
| 2.4 五轴数控刀具磨床床身结构设计 |
| 2.4.1 五轴数控刀具磨床X、Y方向直线进给结构设计 |
| 2.4.2 五轴数控刀具磨床床身结构设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 五轴数控刀具磨床关键零部件结构静力学分析 |
| 3.1 床身静力学分析 |
| 3.1.1 床身模型的建立 |
| 3.1.2 添加载荷和边界条件 |
| 3.1.3 静力计算结果与分析 |
| 3.2 滑台静力学分析 |
| 3.2.1 滑台模型的建立 |
| 3.2.2 添加载荷和边界条件 |
| 3.2.3 静力计算结果与分析 |
| 3.3 回转工作台连接件静力学分析 |
| 3.3.1 回转工作台连接件模型的建立 |
| 3.3.2 添加载荷和边界条件 |
| 3.3.3 静力计算结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 五轴数控刀具磨床关键零部件模态分析 |
| 4.1 床身模态分析 |
| 4.1.1 自由状态下的床身模态分析 |
| 4.1.2 约束状态下的床身模态分析 |
| 4.1.3 床身模态分析结论 |
| 4.2 滑台模态分析 |
| 4.2.1 自由状态下的滑台模态分析 |
| 4.2.2 约束状态下的滑台模态分析 |
| 4.2.3 滑台模态分析结论 |
| 4.3 回转工作台连接件模态分析 |
| 4.3.1 自由状态下的回转工作台连接件模态分析 |
| 4.3.2 约束状态下的回转工作台连接件模态分析 |
| 4.3.3 回转工作台连接件模态分析结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 五轴数控刀具磨床关键零部件谐响应分析 |
| 5.1 床身谐响应分析 |
| 5.2 滑台谐响应分析 |
| 5.3 回转工作台连接件谐响应分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 五轴数控刀具磨床关键零部件优化设计 |
| 6.1 ANSYS WORKBENCH优化设计概述 |
| 6.2 五轴数控刀具磨床床身优化设计 |
| 6.2.1 床身拓扑优化设计 |
| 6.2.2 床身结构参数优化设计 |
| 6.3 五轴数控刀具磨床滑台优化设计 |
| 6.3.1 滑台拓扑优化设计 |
| 6.3.2 滑台结构参数优化设计 |
| 6.4 五轴数控刀具磨床回转工作台连接件优化设计 |
| 6.4.1 回转工作台连接件拓扑优化设计 |
| 6.4.2 回转工作台连接件床身结构参数优化设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（7）五轴工具磨床设计与虚拟样机分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 五轴数控工具磨床国内外研究现状 |
| 1.3 虚拟样机在机床设计上的应用研究现状 |
| 1.4 本课题研究的内容 |
| 第2章 五轴数控工具磨床的模块设计 |
| 2.1 机床设计中的模块化方法 |
| 2.1.1 机床模块化开发的优点 |
| 2.1.2 机床模块化开发的一般步骤与原则 |
| 2.2 五轴数控工具磨床的模块分析 |
| 2.2.1 五轴数控工具磨床的总功能分析 |
| 2.2.2 五轴数控工具磨床的分功能分析 |
| 2.2.3 五轴数控工具磨床的模块创建 |
| 2.2.4 五轴数控工具磨床总技术参数确定 |
| 2.3 五轴数控工具磨床的模块布局设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 五轴数控工具磨床的机械结构设计 |
| 3.1 五轴数控工具磨床支承模块设计 |
| 3.1.1 床身基座设计 |
| 3.1.2 磨床立柱设计 |
| 3.2 五轴数控工具磨床磨头模块设计 |
| 3.2.1 磨削力计算 |
| 3.2.2 磨削电主轴选型 |
| 3.2.3 磨头模块装配设计 |
| 3.3 五轴数控工具磨床回转进给模块设计 |
| 3.3.1 力矩电机选型 |
| 3.3.2 回转结构装配设计 |
| 3.4 五轴数控工具磨床直线进给模块设计 |
| 3.4.1 垂向进给模块设计 |
| 3.4.2 纵向进给模块设计 |
| 3.4.3 横向进给模块设计 |
| 3.5 基于SolidWorks的磨床虚拟样机搭建 |
| 3.5.1 SolidWorks三维建模软件简介 |
| 3.5.2 磨床各模块建模与虚拟装配 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 五轴数控工具磨床关键部件的有限元分析 |
| 4.1 有限元思想概述 |
| 4.1.1 基于有限元思想的静力学分析 |
| 4.1.2 基于有限元思想的动力学分析 |
| 4.2 床身的有限元分析 |
| 4.2.1 床身的有限元静力分析 |
| 4.2.2 床身的有限元模态分析 |
| 4.3 Y向导轨台的有限元分析 |
| 4.3.1 Y向导轨台的有限元静力分析 |
| 4.3.2 Y向导轨台的有限元模态分析 |
| 4.4 Z向导轨台的有限元分析 |
| 4.4.1 Z向导轨台的有限元静力分析 |
| 4.4.2 Z向导轨台的有限元模态分析 |
| 4.5 磨床立柱的有限元分析 |
| 4.5.1 磨床立柱的有限元静力分析 |
| 4.5.2 磨床立柱的有限元模态分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 五轴数控工具磨床立柱的优化设计 |
| 5.1 磨床立柱结构参数影响分析 |
| 5.2 立柱结构参数的主效应和交互效应分析 |
| 5.3 立柱结构参数的显着效应分析 |
| 5.4 立柱各性能指标响应面表达式的建立 |
| 5.5 立柱优化问题的数学模型 |
| 5.6 立柱优化设计的求解流程 |
| 5.7 立柱多目标优化结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 磨床磨削部分装配体的振动分析 |
| 6.1 谐响应分析概述 |
| 6.2 谐响应分析方法的选择 |
| 6.3 谐响应分析模态叠加法的数学模型 |
| 6.4 磨削部分装配体的谐响应分析 |
| 6.4.1 磨削系统零部件模型的简化 |
| 6.4.2 磨削系统各部件装配的接触定义 |
| 6.4.3 磨削系统有限元模型的求解分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1. 结论 |
| 2. 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）小型手术刀刃磨机开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义及背景 |
| 1.2 磨削加工技术与设备 |
| 1.2.1 磨削加工技术的现状与发展 |
| 1.2.2 工具磨床的发展 |
| 1.3 机床结构有限元分析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 小型手术刀刃磨机结构开发 |
| 2.1 小型手术刀刃磨机整体设计方案 |
| 2.1.1 小型手术刀的结构特征和精度要求 |
| 2.1.2 机床主体结构最终方案和功能简述 |
| 2.1.3 机床传动系统设计 |
| 2.1.4 机床主要技术参数 |
| 2.2 机床安全防护体系设计 |
| 2.3 机床夹具开发 |
| 2.3.1 夹具结构设计与装配 |
| 2.3.2 机床加工状态模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机床核心零部件选型与校核分析 |
| 3.1 运动系统设计与校核 |
| 3.1.1 直线导轨选型 |
| 3.1.2 滚珠丝杠选型 |
| 3.1.3 伺服电机选型 |
| 3.1.4 双轴转台选型 |
| 3.2 机床有效行程确认与相关零件选型 |
| 3.3 刀具刃磨技术分析 |
| 3.3.1 磨削砂轮选型 |
| 3.3.2 机床主轴（电主轴）选型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 手术刀刃磨机静、动态特性分析 |
| 4.1 整机关键部件静力学分析 |
| 4.2 整机静力学分析 |
| 4.3 机床动力学分析 |
| 4.3.1 整机模态分析 |
| 4.3.2 整机谐响应分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 手术刀刃磨机控制系统设计与刃磨实验 |
| 5.1 控制系统方案设计 |
| 5.1.1 设备功能及数控系统选型 |
| 5.1.2 控制系统硬件结构 |
| 5.2 控制系统设计及接线图 |
| 5.2.1 机床主电路设计 |
| 5.2.2 机床控制电路设计 |
| 5.3 刃磨实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于UMAC的五轴磨床数控系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 数控磨床的发展现状 |
| 1.2.1 机械结构发展 |
| 1.2.2 数控系统发展 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 五轴数控工具磨床总体设计 |
| 2.1 五轴磨床机械结构设计 |
| 2.1.1 磨床底座 |
| 2.1.2 工件运动系统 |
| 2.1.3 砂轮支承及运动系统 |
| 2.1.4 附件系统 |
| 2.2 五轴磨床数控系统设计 |
| 2.2.1 五轴磨床数控系统功能 |
| 2.2.2 基于UMAC的五轴磨床数控系统硬件结构 |
| 2.2.3 基于UMAC的五轴磨床数控系统软件结构 |
| 第3章 数控系统后置处理算法研究 |
| 3.1 后置处理 |
| 3.1.1 概念及基本原理 |
| 3.1.2 现有算法存在的问题 |
| 3.2 齐次坐标变换矩阵 |
| 3.3 坐标参数定义 |
| 3.3.1 坐标系设置 |
| 3.3.2 工件坐标系方向角 |
| 3.4 任意工件坐标系方向的后置求解方法 |
| 3.4.1 磨床的拓扑结构和初始位置条件 |
| 3.4.2 坐标系间的变换 |
| 3.4.3 砂轮在坐标系下的运动变换 |
| 3.4.4 运动求解 |
| 第4章 五轴磨床数控软件系统设计 |
| 4.1 软件总方案设计 |
| 4.1.1 软件总体框架结构 |
| 4.1.2 软件模块功能 |
| 4.2 上、下位机通讯 |
| 4.3 数控代码转换及传输 |
| 4.3.1 数控代码规则及检查 |
| 4.3.2 数控代码的转换和下载 |
| 4.4 PLC程序开发 |
| 4.4.1 UMAC中PLC程序特点 |
| 4.4.2 PLC程序规范 |
| 4.4.3 磨床回零PLC程序 |
| 4.5 基于UMAC的电机伺服参数整定 |
| 4.5.1 前馈PID调节原理 |
| 4.5.2 电机伺服参数整定 |
| 4.5.3 UMAC中整定控制及数据采集 |
| 第5章 五轴工具磨床数控系统人机界面 |
| 5.1 磨床数控系统软件简介 |
| 5.2 软件开发环境及工具 |
| 5.3 主要界面设计 |
| 5.3.1 数控加工操作界面 |
| 5.3.2 系统内部参数管理界面 |
| 5.3.3 电机伺服参数整定界面 |
| 5.4 编程实现 |
| 5.4.1 软件开发模式 |
| 5.4.2 其他关键类和函数 |
| 5.5 数控软件系统验证 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间作者的科研成果 |
四、数控工具磨床伺服系统设计及其动态特性分析（论文参考文献）
- [1]印制电路板微钻精密数控高速磨削装备关键技术发展现状[J]. 彭国豪,满吉鑫,洪圳,高敬辞,王成勇,郑李娟. 机电工程技术, 2021(12)
- [2]五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状[J]. 叶启立,赖志伟,刘小杰,李姣,王成勇,郑李娟. 机电工程技术, 2020(11)
- [3]六轴数控刃磨机的研制[D]. 雷子山. 广东工业大学, 2020(02)
- [4]粗精磨一体化缝纫刀具数控刃磨机开发[D]. 黄文爽. 吉林大学, 2020(08)
- [5]基于PMAC的智能五轴工具磨床的数控系统开发[D]. 冯一凡. 西南交通大学, 2020(07)
- [6]五轴数控刀具磨床关键零部件的结构设计及动态特性分析[D]. 王春燕. 苏州大学, 2019(04)
- [7]五轴工具磨床设计与虚拟样机分析[D]. 马楠. 西南交通大学, 2017(07)
- [8]小型手术刀刃磨机开发[D]. 翟春阳. 吉林大学, 2017(09)
- [9]基于UMAC的五轴磨床数控系统开发[D]. 杨欣雨. 西南交通大学, 2017(08)
- [10]高精度数控万能工具磨床的优化设计[J]. 刘保朝. 精密制造与自动化, 2017(01)