一、数控链式刀库的精确定位及控制（论文文献综述）
汪满新,卞程飞,韩军,欧屹,管强[1]（2021）在《刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法和衰退规律研究》文中认为刀库及其自动换刀装置是数控机床用于储存和交换刀具的关键功能部件,其性能状态特别是换刀精度直接影响数控机床能否准确、迅速地完成换刀,是影响数控机床可靠性的关键因素。通过在主机现场搭建盘式刀库换刀精度检测试验台,并提出基于两个激光位移传感器的换刀精度检测方法,借助加工中心工作台位置可通过数控系统精确控制,提出激光位移传感器位置参数标定方法。制定换刀精度试验方法,并开展100万次换刀试验,揭示刀库及其自动换刀装置换刀精度随载荷和试验次数的变化规律,以及插刀前、拉刀前和拉刀后刀柄精度的变化规律,进而为如何减少刀柄插刀过程中对主轴的冲击提供重要参考。
曹世伟[2]（2021）在《基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估》文中认为在世界飞速发展的今天,作为基石的现代制造业正扮演着越来越重要的角色,其中加工中心因拥有多工序自动加工的优势而得到了广泛的应用。自动换刀系统是加工中心不可或缺的功能部件,但由于其可靠性低、故障频发给机床用户造成了巨大的经济损失,故准确地判断自动换刀系统的健康状态并对其进行恰当的维修显得尤为重要。若等待故障发生,进行事后维修则会造成巨大的经济损失;若提前维修,则会出现维修过剩,造成产能浪费。因此,如何准确地判断自动换刀系统当前的健康状态并进行适时的维修和保养是目前亟待解决的问题。本文以某型号的链式刀库为研究对象,首先通过故障树分析探明其典型故障模式,在此基础上搭建了链式刀库健康状态监测系统;采用集合经验模态分解对监测的振动信号进行特征提取,并利用粒子群优化算法对支持向量机的参数进行优化,构建最优的支持向量机健康状态监测模型,通过该模型对链式刀库机械手锁紧机构的健康状态做出了评估。此外,本文采用基于不确定性分析和层次分析法改进的D-S证据理论对各传感器数据进行融合,实现对链式刀库的健康状态评估。本文主要的研究工作如下:1.链式刀库及其机械手的工作原理与故障分析。对链式刀库的参数做出介绍,并对链式刀库的换刀流程作出说明。采用故障树分析法对链式刀库的典型故障模式进行分析,找出诱发故障的根本原因,为后续搭建链式刀库健康状态监测系统奠定基础。2.搭建链式刀库试验台及状态监测系统。在掌握链式刀库的运行时序及其功能的基础上,利用博途软件编制了刀库PLC控制程序。根据刀库典型故障发生的原因,选取机械手和刀仓振动信号,伺服电机的电流、电压与温度信号,倒刀气缸的气压信号,以及自动换刀系统运行噪声信号作为状态监测信号,采用Labview软件开发了一套健康状态监测系统,实现了信号的采集、监测和存储。3.通过振动信号判断机械手锁紧装置的健康状态。由于机械手锁紧机构为链式刀库中故障率最高的部件,且振动信号能较好地反映受试部件的健康状态,故本章采用模拟锁紧弹簧疲劳失效的方法判断机械手锁紧装置的健康状态。通过集合经验模态分解提取振动信号特征向量,并采用粒子群优化算法对支持向量机的参数进行寻优,最终采用优化后的支持向量机对机械手锁紧装置的健康状态做出判断。4.判断链式刀库整体的健康状态。选用机械手X向振动、噪声、电机电流、电机温度和倒刀气缸气压作为链式刀库健康状态评估指标,并分别采用层次分析法和不确定性分析法对链式刀库各传感器监测信号的重要程度和有效信息量做出评估,通过抛物线形隶属度函数求得广义基本可信度的值,最终采用D-S证据理论将五类指标融合,实现对链式刀库的健康状态评估。
林超青[3]（2020）在《DMU70E加工中心双刀链刀库的维修与调整》文中研究指明刀库是数控加工中心的重要组成部件,由于数控机床自动换刀动作步骤多,涉及的传感器也多,过程复杂,因此容易发生故障,刀库的故障发生率较高。本文以DMU70E加工中心为例对DMG机床的双刀链刀库维修与调整方法进行一些探讨。
房拴娃[4]（2020）在《基于PLC自动换刀装置结构优化设计与控制研究》文中提出近年来,随着我国工业水平的快速发展,加工中心发挥着越来越重要的作用,自动换刀装置作为数控加工中心的核心部件,其运行状态直接影响加工中心的加工效率与加工精度。由于我国与工业发达国家在高档数控机床领域存在较大的差距,所以对自动换刀装置的研究对提高我国工业制造水平具有重大意义。为满足高职院校教学演示需求,以及中小型企业的市场需求,本文以西航职院的四台XK713小型立式加工中心的自动换刀装置为研究对象,通过研究其结构设计问题与换刀过程控制问题,设计了一种小型、经济型和演示型自动换刀)装置,并利用PLC程序控制完成了换刀系统的控制。论文完成的主要工作如下:（1）针对原刀库刀具容量低与刀库定位精度差的问题,设计了一种紧凑型、实用型刀库,该刀库采用链式结构,使用伺服电机驱动,定位精度可达0.005mm,最大可容纳32把刀具。（2）针对原换刀机械手结构变形问题,设计了一种小型、经济型换刀机械手,并利用有限元分析软件对换刀机械手的臂部构件进行了静力学分析与瞬态动力学分析,然后根据分析结果进行了拓扑优化,优化重构后的机械手力学性能显着提升,最终实现了机械手质量轻巧、结构稳定、运行过程中抓刀平稳。（3）针对原控制系统响应速度慢、控制精度低的问题,通过对自动换刀控制过程的研究,提出了一种新的控制方案,并对其中关键控制部分进行了设计,如刀库定位、刀库选刀、机械手换刀、刀套翻转等。并在西门子PLC编程软件中完成了程序编制。该方案能有效解决现装置换刀过程中的响应速度慢等问题。（4）针对原自动换刀装置各类检测及辅助元件的损坏失灵问题,对原自动换刀装置的执行气缸、各类检测元件及辅助装置进行了选型设计,进一步提高了换刀效率和换刀过程的稳定性。（5）针对高职院校教学过程中的教学演示环节,设计了自动换刀过程中的手动控制环节,可实现分步动作,并在西门子的PLC编程软件中完成了程序编制。
李强[5]（2019）在《链式刀库及自动换刀装置可靠性试验及评价技术研究》文中提出刀库及自动换刀装置是数控机床或大型加工中心的关键功能部件之一,其可靠性直接影响机床可靠性,因此对其可靠性研究具有重要意义。本文结合国家重大科技专项“高档数控机床与基础制造装备”项目“数控机床关键功能部件可靠性增长工程”,研究链式刀库及自动换刀装置关键性能检测技术、故障分析、可靠性试验方法、可靠性评价等问题,为其可靠性增长提供理论依据和改进方案。通过研究面向可靠性试验的链式刀库及自动换刀装置性能检测技术,为可靠性试验中的状态检测提供有效的支撑。针对运动精度的检测技术,提出一种基于激光位移传感器和标准刀柄补偿的链式刀库运动精度定量检测方法以及一种观测前后运动规律的自动换刀装置运动精度定性检测方法。针对振动加速度检测技术,开发了基于多普勒激光测振仪、加速度传感器和数据采集系统的振动加速度采集系统。针对综合性能检测技术,搭建了基于不同传感器的驱动电机电流、温度、噪声和压力检测系统。根据所提出的性能检测技术,研究链式刀库及自动换刀装置的性能允差与故障关联性,并通过性能检测试验分析运动精度、振动加速度及综合性能允差与故障的关系,确定了链式刀库运动精度、自动换刀装置振动加速度、噪声、压力的具体允差范围。通过对链式刀库及自动换刀装置故障间隔时间及故障的观测,研究其可靠性试验,提出早期故障可靠性试验和恒定或步进应力加速寿命试验方法,并通过恒定应力加速寿命定数截尾试验检测出故障间隔换刀次数。利用虚拟增广理论扩增故障试验数据,建立威布尔分布模型进行数据分析,再利用非线性最小二乘法进行参数估计和利用线性相关性检验、K-S检验进行模型验证。通过链式刀库及自动换刀装置性能检测和可靠性试验,提出相应的可靠性评价技术,确定了可靠性试验与虚拟增广理论下的平均故障间隔换刀次数MTCNBF、平均故障间隔时间MTBF,并从理论上分析了平均故障修复时间MTTR、固有可靠度Ai。在已知威布尔分布的前提下,由虚拟增广理论确定了可靠寿命tR、可靠度R（t）、失效率λ（t）,并从理论上分析了可靠寿命tR的单侧置信下限t?R,L、可靠度R（t）的单侧置信下限RL（t）。最后,针对可靠性薄弱环节,提出电气系统与机械系统的可靠性增长措施。
李强,韩军,汪满新,欧屹,冯虎田[6]（2018）在《链式刀库运动精度检测方法研究》文中提出刀库及自动换刀装置（ATC）的主要功能是存储刀具和交换刀具,其性能特别是刀库的运动精度影响着大型数控机床或加工中心是否能迅速、准确地完成换刀,是影响机床可靠性的关键因素。为研究链式刀库的性能尤其是刀柄的运动精度,主要包括每个刀位及整体的定位精度和重复定位精度,提出一种基于激光位移传感器和标准刀柄补偿的链式刀库运动精度检测方法。针对链式刀库顺时针和逆时针两种方向的运动,设计合适的工装并利用两个激光位移传感器间接测量得到刀柄装夹圆的圆心。通过将基准坐标下所测的标准刀柄装夹圆圆心坐标对所测的模拟刀柄装夹圆圆心坐标进行补偿,得到参考坐标系下模拟刀柄装夹圆圆心坐标,从而确定链式刀库每个刀位和整体的运动精度,估计所测链式刀库的故障阈值范围,为链式刀库故障预测提供了重要依据。
黎园亮[7]（2017）在《加工中心自动换刀装置综合性能测试技术研究》文中指出链式刀库及机械手是高档加工中心的重要功能部件,其性能的优劣程度直接影响着加工中心的整体性能水平。以青海省科技厅计划项目“高档加工中心自动换刀装置性能试验平台研究（2015-GX-205）”为依托,展开对链式刀库及机械手的性能检测技术研究。课题研究目的在于缩短链式刀库产品研发周期,提高其性能检测水平,进而提升其自主研发能力。针对BT50-32T链式刀库及机械手发生掉刀、卡刀、振动过大、电机温升等故障情况,对其故障类型进行总结分析。确定其性能检测项目及相应的检测方法和检测规范,并设计链式刀库及机械手性能测试系统。此系统包括机械结构、控制系统和检测系统,能对链式刀库及机械手的定位精度、振动、噪音、电机温度、气缸压力值和换刀时间进行智能检测、分析、记录。通过现场实验,采集到了检测项目的各项数据,采用科学的方法剔除无用的数据,获取有效的试验数据。通过数据的处理,得到了链式刀库及机械手定位精度的分布规律、振动特性、噪音的分布情况、电机温度的变化规律、气/液缸压力值和换刀时间的变化情况以及其他部件的性能状况。然后利用合理的数学分析方法分析数据,最后根据分析得到的结果来评价被测链式刀库及机械手性能的好坏程度。本文设计的综合性能检测系统和检测方法对链式刀库及机械手在研发和使用中的性能检测方面提供理论依据,具有重要的工程实践意义。
周兴平[8]（2016）在《加工中心ATC拔刀力检测系统的研制与试验研究》文中研究说明自动换刀系统作为加工中心的关键功能部件之一,其运行的稳定性和可靠性对加工中心整机运行的稳定性和可靠性有重要的影响。自动换刀系统在工作过程中要实现选刀、打刀、拔刀、换刀、插刀几个关键动作,无论是加工中心的刀库还是主轴都是通过弹性元件夹紧刀柄尾部的拉钉实现对刀具的夹持,这必然导致机械手在换刀的过程中产生拔刀力和插刀力,而拔刀力和插刀力的合理调整是自动换刀系统稳定运行的条件。目前,国内用于ATC拔刀力和插刀力的检测装置和检测手段匮乏,造成加工中心在装配和用户使用过程中难以对ATC拔刀力和插刀力进行准确地检测和调整,影响了机床运行的稳定性和可靠性。本文研制开发了一套加工中心ATC拔刀力检测系统,该系统不仅可以用于加工中心装配过程中精确调整刀库和主轴对刀柄的夹持力,也可用于机床工作过程中对拔刀力和插刀力的在位检测和调整,对提高加工中心自动换刀系统的运行稳定性和可靠性具有重要意义。本文的主要研究内容包括:（1）完成了拔刀力检测系统硬件部分的研制。其中,检测系统的机械部分是通过对原有刀柄的改造,在其上面加工出用于安装拉压力传感器及检测电路组件的空间;检测系统的电路部分主要由电源模块、拉压力传感器、信号调理模块、程序输入模块、数据处理模块（C8051F410单片机）、数据存储模块（含SD卡）、PCB电路板及开关等组成,并将这些组件封装成一个整体内置于加工后的刀柄中,用以实现对拔刀力的检测。（2）开发了一套用于加工中心ATC拔刀力检测的软件系统。该系统通过汇编C语言编写程序,采用Keil C51软件平台对程序进行了调试和仿真验证,并将调试好的程序下载到单片机中,实现对拔刀力信号的采集和处理。（3）进行了加工中心ATC拔刀力检测系统的试验研究。试验包括拔刀力检测系统的验证性试验和应用性试验。其中,验证性试验采用逐渐添加砝码的方式对检测系统进行静态加载,验证了检测系统的测量精度;应用性试验是将开发的检测系统直接应用到链式刀库可靠性试验台上,对ATC的拔刀力和插刀力进行在位测量,验证了检测系统实际应用的可行性。本文研制的加工中心ATC拔刀力检测系统具有一定的工程应用价值,填补了国内缺乏加工中心ATC刀库刀套的钢球锁紧力以及加工中心主轴拉刀力检测工具的空白,同时也为实现对加工中心ATC的故障排除、故障监测和故障预警提供了技术支持。
石靖楠[9]（2015）在《链式刀库可靠性试验与状态监测系统研制》文中研究表明链式刀库及机械手自动换刀装置（以下简称链式刀库）是影响加工中心可靠性水平的关键功能部件之一。据统计，国产链式刀库的可靠性远低于国外同类产品，导致了国产加工中心的可靠性无法达到国际先进水平，限制了数控机床行业的发展。实验室加速试验是评估数控机床功能部件可靠性的有效方法之一，通过研制可靠性试验系统可以进行台架加速试验，主动激发故障，短期内发现其薄弱环节，有针对性的提出改进措施。本文结合吉林省科技发展计划课题“数控机床关键功能部件系列可靠性试验系统的研制”，研制链式刀库可靠性试验系统，并开展刀库状态监测研究。通过实验室台架加速试验可以激发刀库故障，收集故障数据。本文的主要研究内容包括：（1）研制可靠性试验系统的硬件系统，包括机械系统和电气系统。采用机械主轴与链式刀库配合实现自动换刀功能，对二者的支撑结构分别进行有限元分析，并保证机械手刀臂轴线与主轴轴线的同轴度；设计试验系统的电气原理图，并构建电气系统，系统以PLC作为下位机、工业控制计算机为上位机对刀库换刀过程实施控制。（2）开发可靠性试验系统的软件系统，包括下位机和上位机的控制程序。根据链式刀库换刀时序图编写下位机PLC换刀程序，实现一次完整的选刀、换刀过程；使用Visual C++软件编写上位机试验程序，完成下位机控制、试验模式选择、试验数据显示和数据库管理等功能。（3）研制链式刀库的状态监测系统。通过无线振动传感器监测机械手卡刀故障，并进行试验分析。用经验模态分解法对原始振动信号进行去噪预处理，再用短时傅里叶变换（Hamming窗函数）分析信号的时频特性，分别绘制机械手空刀和满刀两种情况下的能量谱图，并提取信号特征，进行卡刀状态识别。本文研制的可靠性试验与状态监测系统为研究链式刀库的可靠性提供了试验条件，具有重要的工程实践意义。
刘晓娜[10]（2014）在《链式刀库设计分析及换刀装置性能测试研究》文中研究表明随着全球机床产业向着高效率、高精度、高速化、多功能方向的发展，大型链式刀库及凸轮式自动换刀装置的发展也是大势所趋。目前国内刀库及自动换刀装置与国外先进水平仍有较大差距。因此，大型链式刀库及凸轮式自动换刀装置的开发及研究工作具有重要意义。首先，根据合作单位提供的刀库参数，开发设计了一台容刀量为80把的链式刀库，刀柄型号为BT50，刀库最大容量1300kg，链条传送速度为20-30m/min，为提高刀具定位精度及选刀效率采用伺服电机驱动。利用Pro/e三维软件完成了链式刀库的三维建模及运动学仿真。其次，通过分析链条多边形效应形成的原因及产生的影响，为选择链条的布置方式提供了依据。对刀库中链条进行了静态、动态力学分析，建立了以链条初张力及摩擦力为未知量的各啮进、啮出点处的张力计算公式。然后，设计了链条张力检测系统，通过试验得到了链条滑动摩擦力与刀具数量及刀具分布的关系，进一步推出了链条张力的计算公式。利用链条张力计算公式计算了链条最大压轴力，进而得到了本体所承受的最大载荷。最终利用ANSYSWorkbench对本体在承受最大载荷情况下进行了静力结构分析及模态分析，根据分析结果改进本体结构。最后，以一台国产弧面凸轮式换刀装置为检测对象，设计开发了性能检测试验台，设定检测项目，制定检测方案，完成试验台装配图及详细设计，为性能检测试验做准备，为专业生产厂改进产品、提高产品性能提供了检测手段。
二、数控链式刀库的精确定位及控制（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、数控链式刀库的精确定位及控制（论文提纲范文）
（1）刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法和衰退规律研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 换刀精度检测方法 |
| 2 换刀动作辨别及其换刀精度计算 |
| 1)插刀前： |
| 2)拉刀前： |
| 3)拉刀后： |
| 3 换刀精度检测试验方法 |
| 1)激光位移传感器安装。 |
| 2)标定激光传感器的位置参数。 |
| 3)开展换刀试验。 |
| 4 试验结果分析 |
| 4.1 激光传感器位置参数标定 |
| 4.2 换刀精度变化规律 |
| 1)换刀精度随载荷变化规律 |
| 2)换刀精度随试验次数变化规律 |
| 3)换刀3阶段的圆心变化规律 |
| 4.3 换刀精度波动分析 |
| 4.4 圆心位置变化趋势及其原因分析 |
| 5 结 论 |
（2）基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 状态监测技术国内外研究现状 |
| 1.3.2 健康状态评估技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 数据融合技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 链式刀库故障树分析 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 链式刀库参数及工作原理介绍 |
| 2.3 链式刀库换刀步骤 |
| 2.4 刀库故障树分析 |
| 2.4.1 故障树分析 |
| 2.4.2 选刀子系统故障分析 |
| 2.4.3 倒刀子系统故障分析 |
| 2.4.4 换刀子系统故障分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 链式刀库及其状态监测系统的搭建 |
| 3.1 链式刀库实验台的搭建 |
| 3.1.1 电控柜的配置 |
| 3.1.2 PLC梯形图的编制 |
| 3.2 监测系统的建立 |
| 3.2.1 状态监测指标的确定 |
| 3.2.2 监测位置的选择 |
| 3.3 基于Labview的状态监测系统搭建 |
| 3.3.1 采集卡与传感器的配置 |
| 3.3.2 Labview程序的编制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于振动单数据的机械手健康状态评估 |
| 4.1 链式刀库健康状态评估流程 |
| 4.2 信号特征提取 |
| 4.3 PSO-LIBSVM算法介绍 |
| 4.3.1 支持向量机分类算法(SVC)介绍 |
| 4.3.2 粒子群优化算法介绍 |
| 4.4 基于EEMD和 PSO-LIBSVM的机械手健康状态模式识别 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多数据融合的链式刀库健康状态评估 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于不确定性与重要度改进的D-S证据理论健康状态评估 |
| 5.2.1 D-S基本概念 |
| 5.2.2 基于不确定性和层次分析法的权重计算 |
| 5.2.3 基于模糊综合评判法的广义基本可信度赋值确定 |
| 5.3 基于数据融合的链式刀库健康状态评估方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）DMU70E加工中心双刀链刀库的维修与调整（论文提纲范文）
| 1. 刀库故障 |
| 2. 故障原因分析及处理 |
| 3. DMU70E加工中心双刀链刀库的调整 |
| 4. 结束语 |
（4）基于PLC自动换刀装置结构优化设计与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与选题意义 |
| 1.1.1 工业层面研究背景与意义 |
| 1.1.2 课题层面研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 自动换刀装置国内外研究现状 |
| 1.2.2 PLC控制国内外研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 研究内容及技术路线 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 2 整体方案设计 |
| 2.1 设计要求 |
| 2.2 整体方案 |
| 2.3 系统控制方式 |
| 2.4 系统驱动方式 |
| 2.5 控制系统的总体结构 |
| 2.6 控制系统的各部分组成 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 自动换刀装置结构设计 |
| 3.1 自动换刀装置的设计要求 |
| 3.1.1 刀库设计要求 |
| 3.1.2 机械手设计要求 |
| 3.2 刀库结构设计 |
| 3.2.1 构型选择与关键参数的确定 |
| 3.2.2 刀库关键零部件结构设计 |
| 3.2.3 刀库驱动电机的计算选型 |
| 3.2.4 刀库主体电路设计 |
| 3.2.5 刀库整体装配 |
| 3.3 机械手结构设计 |
| 3.3.1 构型选择与关键参数的确定 |
| 3.3.2 气缸的选择 |
| 3.3.3 机械手关键零部件结构设计 |
| 3.3.4 整体装配 |
| 3.3.5 气动辅助元件的选择 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机械手臂部构件的力学仿真与拓扑优化 |
| 4.1 臂部构件的有限元基本理论 |
| 4.2 臂部构件的静力学分析 |
| 4.2.1 网格划分 |
| 4.2.2 定义材料和几何属性 |
| 4.2.3 边界与载荷设定 |
| 4.2.4 静力学分析结果 |
| 4.3 臂部构件的动力学分析 |
| 4.3.1 建立动载荷 |
| 4.3.2 动力学分析结果 |
| 4.4 臂部构件的优化设计 |
| 4.4.1 臂部构件的拓扑优化 |
| 4.4.2 设计构型及对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 自动换刀装置控制设计 |
| 5.1 设计整体思路 |
| 5.2 PLC选型设计 |
| 5.2.1 I/O点数的确定 |
| 5.2.2 存储器内存容量的估算 |
| 5.2.3 PLC型号的选择 |
| 5.3 刀库定位方式的设计 |
| 5.3.1 刀库定位方式的研究 |
| 5.3.2 刀库定位方式的设计 |
| 5.3.3 刀库定位的程序块设计 |
| 5.4 选刀方式的设计 |
| 5.4.1 选刀方式的研究 |
| 5.4.2 PLC随机选刀模块的研究 |
| 5.4.3 随机选刀软件设计 |
| 5.5 刀套翻转控制设计 |
| 5.6 机械手换刀控制设计 |
| 5.6.1 机械手工作原理及换刀过程分析 |
| 5.6.2 机械手控制设计 |
| 5.7 PLC控制程序设计 |
| 5.7.1 PLC编程注意事项 |
| 5.7.2 PLC编程软件STEP7-Micro/Win32 |
| 5.7.3 PLC控制程序编写 |
| 5.8 自动换刀装置调试 |
| 5.8.1 运行环境要求 |
| 5.8.2 自动换刀装置调试 |
| 5.9 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（5）链式刀库及自动换刀装置可靠性试验及评价技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 课题的背景及研究意义 |
| 1.1.2 研究对象简介 |
| 1.2 链式刀库及自动换刀装置国内外研究现状 |
| 1.2.1 性能检测技术研究现状 |
| 1.2.2 可靠性试验及模型研究现状 |
| 1.2.3 可靠性评价技术和增长技术研究现状 |
| 1.3 课题来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.3.3 论文框架 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 面向可靠性试验的链式刀库及自动换刀装置性能检测技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 运动精度检测技术 |
| 2.2.1 链式刀库运动精度检测技术 |
| 2.2.2 自动换刀装置运动精度检测技术 |
| 2.3 振动加速度检测技术 |
| 2.3.1 链式刀库振动加速度检测技术 |
| 2.3.2 自动换刀装置振动加速度检测技术 |
| 2.4 综合性能检测技术 |
| 2.4.1 电流检测技术 |
| 2.4.2 温度检测技术 |
| 2.4.3 噪声检测技术 |
| 2.4.4 压力检测技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 链式刀库及自动换刀装置性能允差与故障关联性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 运动精度允差与故障关联性分析 |
| 3.2.1 链式刀库运动精度允差与故障关联性分析 |
| 3.2.2 自动换刀装置运动精度允差与故障关联性分析 |
| 3.3 振动加速度允差与故障关联性分析 |
| 3.3.1 链式刀库振动加速度允差与故障关联性分析 |
| 3.3.2 自动换刀装置振动加速度允差与故障关联性分析 |
| 3.4 综合性能允差与故障关联性分析 |
| 3.4.1 电流允差与故障关联性分析 |
| 3.4.2 温度允差与故障关联性分析 |
| 3.4.3 噪声允差与故障关联性分析 |
| 3.4.4 压力允差与故障关联性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 链式刀库及自动换刀装置可靠性试验与数据分析研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 可靠性试验研究 |
| 4.2.1 可靠性试验概述 |
| 4.2.2 早期故障可靠性试验 |
| 4.2.3 加速寿命可靠性试验 |
| 4.3 可靠性数据分析方法 |
| 4.3.1 可靠性分布模型建立 |
| 4.3.2 可靠性分布模型参数估计方法 |
| 4.3.3 可靠性分布模型检验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 链式刀库及自动换刀装置可靠性评价技术及增长措施研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 链式刀库及自动换刀装置可靠性评价技术 |
| 5.2.1 平均故障间隔换刀次数MTCNBF |
| 5.2.2 平均故障间隔时间MTBF |
| 5.2.3 平均故障修复时间MTTR |
| 5.2.4 固有可靠度A_i |
| 5.3 基于分布函数的链式刀库及自动换刀装置可靠性评价技术 |
| 5.3.1 可靠寿命t_R |
| 5.3.2 可靠度R(t) |
| 5.3.3 失效率λ(t) |
| 5.4 链式刀库及自动换刀装置可靠性增长措施 |
| 5.4.1 电气系统可靠性增长措施 |
| 5.4.2 机械系统可靠性增长措施 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要研究成果与结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 附录D |
（6）链式刀库运动精度检测方法研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 理论分析 |
| 1.1 刀位参考坐标系的建立 |
| 1.2 标准刀柄装夹圆圆心测量原理 |
| 1.3 模拟刀柄装夹圆圆心测量原理 |
| 1.4 链式刀库运动精度的计算 |
| 2 试验条件及方法 |
| 2.1 试验条件 |
| 2.2 试验方法 |
| 3 试验结果与分析 |
| 3.1 试验结果 |
| 3.2 结果分析 |
| 4 结 论 |
（7）加工中心自动换刀装置综合性能测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 加工中心自动换刀装置概述 |
| 1.1.1 加工中心自动换刀装置简介 |
| 1.1.2 加工中心自动换刀装置发展趋势 |
| 1.2 加工中心自动换刀装置国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 课题来源与研究背景和意义 |
| 1.3.1 课题背景及来源 |
| 1.3.2 课题研究内容和意义 |
| 第2章 链式刀库及机械手性能测试系统总体方案设计 |
| 2.1 加工中心链式刀库及机械手性能分析 |
| 2.2 链式刀库及机械手工作中存在的主要问题 |
| 2.3 链式刀库及机械手检测项目 |
| 2.4 性能测试方案的设计 |
| 2.4.1 定位精度 |
| 2.4.2 振动测试 |
| 2.4.3 电机温升和气缸压力值 |
| 2.4.4 噪音检测方案 |
| 2.4.5 换刀时间 |
| 2.5 性能测试系统总体方案设计 |
| 2.6 性能检测步骤 |
| 2.6.1 检测准备 |
| 2.6.2 检测步骤 |
| 2.6.3 连续换刀试验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 链式刀库及机械手性能测试系统的搭建 |
| 3.1 链式刀库及机械手测试平台结构设计 |
| 3.1.1 底座设计和分析 |
| 3.1.2 立柱设计和分析 |
| 3.1.3 虚拟主轴设计和分析 |
| 3.2 控制系统设计 |
| 3.2.1 上位机的选择 |
| 3.2.2 下位机的选择 |
| 3.2.3 电路设计 |
| 3.3 检测系统设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 测试数据分析 |
| 4.1 定位精度测试与分析 |
| 4.2 振动测试与分析 |
| 4.2.1 振动测试和信号采集 |
| 4.2.2 振动测试结果与分析 |
| 4.3 噪音测试与分析 |
| 4.4 电机温度测试与分析 |
| 4.5 换刀时间测试与分析 |
| 4.6 气缸压力值测试与分析 |
| 4.7 本章总结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 一、基本情况 |
| 二、学习工作经历 |
| 三、论文发表情况 |
（8）加工中心ATC拔刀力检测系统的研制与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 课题研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 数控机床的发展现状 |
| 1.3.2 加工中心ATC的发展现状 |
| 1.3.3 数控机床可靠性研究现状 |
| 1.3.4 拔刀力检测技术研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 检测系统总体方案 |
| 2.1 检测对象分析 |
| 2.1.1 加工中心链式刀库和主轴简介 |
| 2.1.2 链式刀库换刀动作 |
| 2.1.3 刀柄在刀库刀套及主轴中的定位及夹紧 |
| 2.2 检测系统功能设计 |
| 2.3 检测系统机械方案设计 |
| 2.4 检测系统电路方案设计 |
| 2.4.1 电路设计 |
| 2.4.2 测力传感器选型 |
| 2.4.3 单片机芯片选型 |
| 2.5 检测系统试验方案设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 检测系统硬件设计 |
| 3.1 检测系统机械部分结构设计 |
| 3.1.1 上部改装刀柄 |
| 3.1.2 下部改装刀柄 |
| 3.2 检测系统电路系统设计 |
| 3.2.1 电源的选择 |
| 3.2.2 信号放大模块 |
| 3.2.3 单片机模块电路 |
| 3.2.4 偏置电压模块 |
| 3.2.5 串口存储模块 |
| 3.2.6 程序下载接口电路 |
| 3.2.7 开关及电路板接口 |
| 3.2.8 PCB板设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 检测系统软件设计 |
| 4.1 系统配置 |
| 4.1.1 系统时钟配置 |
| 4.1.2 电压基准配置 |
| 4.1.3 端口配置 |
| 4.1.4 模/数转换器配置 |
| 4.1.5 定时器配置 |
| 4.2 模/数转换 |
| 4.3 数据处理 |
| 4.4 数据串口传送 |
| 4.5 串口存储模块的配置 |
| 4.6 单片机程序仿真及程序下载 |
| 4.6.1 单片机程序仿真 |
| 4.6.2 单片机程序下载 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 检测系统试验研究 |
| 5.1 加工中心ATC故障模式 |
| 5.2 试验数据处理及分析 |
| 5.2.1 检测系统的验证性试验 |
| 5.2.2 加工中心ATC拔刀力检测系统的应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ |
| 附录Ⅱ |
| 攻读硕士期间所发表的论文和专利 |
| 致谢 |
（9）链式刀库可靠性试验与状态监测系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.2 课题研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 试验系统总体方案 |
| 2.1 试验系统分析 |
| 2.1.1 链式刀库及主轴 |
| 2.1.2 链式刀库换刀动作 |
| 2.1.3 试验系统功能分析 |
| 2.2 试验系统机械方案设计 |
| 2.3 试验系统电气方案设计 |
| 2.3.1 电路设计 |
| 2.3.2 电器元件选型 |
| 2.3.3 链式刀库气压回路 |
| 2.4 试验系统控制方案设计 |
| 2.4.1 下位机设计 |
| 2.4.2 上位机设计 |
| 2.5 链式刀库状态监测方案设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 机械系统研制与下位机控制 |
| 3.1 机械支撑结构设计 |
| 3.1.1 刀库支架强度分析 |
| 3.1.2 主轴架设计与分析 |
| 3.1.3 打刀过程分析 |
| 3.2 机械手与主轴对刀分析 |
| 3.3 下位机 PLC 硬件设计 |
| 3.3.1 PLC 选型 |
| 3.3.2 PLC 电路设计 |
| 3.3.3 PLC 模拟输入输出模块 |
| 3.4 下位机 PLC 程序设计 |
| 3.4.1 程序设计总体方案 |
| 3.4.2 准备换刀 |
| 3.4.3 就近选刀 |
| 3.4.4 换刀动作 |
| 3.4.5 数据库相关 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 上位机控制系统 |
| 4.1 上位机控制方案 |
| 4.1.1 上位机开发环境 |
| 4.1.2 试验方案设计 |
| 4.2 通信协议 |
| 4.2.1 上位机链接 |
| 4.2.2 Host Link 通信 |
| 4.3 上位机控制程序 |
| 4.3.1 窗体初始化 |
| 4.3.2 自动换刀 |
| 4.3.3 手动换刀 |
| 4.4 数据库管理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 链式刀库状态监测系统 |
| 5.1 状态监测系统设计 |
| 5.1.1 故障数据分析 |
| 5.1.2 监测系统硬件 |
| 5.1.3 监测系统软件 |
| 5.2 试验分析方法 |
| 5.2.1 经验模态分解 |
| 5.2.2 短时傅里叶变换 |
| 5.3 链式刀库机械手振动状态监测 |
| 5.3.1 状态监测试验方案 |
| 5.3.2 状态监测数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间所发表的论文和专利 |
| 致谢 |
（10）链式刀库设计分析及换刀装置性能测试研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 国内外研究和发展现状 |
| 1.2.1 刀库及 ATC 概述 |
| 1.2.2 链式刀库 |
| 1.2.3 刀库及 ATC 性能及可靠性研究 |
| 1.3 课题研究内容及意义 |
| 第2章 链式刀库总体设计 |
| 2.1 BT50-80LS 技术参数及工作原理 |
| 2.2 BT50-80LS 总体设计 |
| 2.2.1 传动系统 |
| 2.2.2 刀库本体及刀具定位装置设计 |
| 2.3 BT50-80LS 运动仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 刀库链条力学分析 |
| 3.1 链条静态力学分析 |
| 3.2 链条动态力学分析 |
| 3.2.1 链条多边形效应 |
| 3.2.2 普通链传动力学计算 |
| 3.2.3 刀库链条动态力学分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 刀库链条张力检测试验及本体有限元分析 |
| 4.1 链条张力检测试验 |
| 4.1.1 检测系统简介 |
| 4.1.2 检测试验方案 |
| 4.1.3 试验过程及数据分析 |
| 4.1.4 试验结果分析 |
| 4.2 刀库本体受力分析 |
| 4.3 刀库本体有限元分析 |
| 4.3.1 刀库本体静力结构分析 |
| 4.3.2 本体结构改进及静力结构分析 |
| 4.3.3 本体改进后模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 凸轮式自动换刀装置性能检测试验台 |
| 5.1 检测对象 |
| 5.2 试验台方案综述 |
| 5.3 性能项目检测方案 |
| 5.4 主要传感器选型介绍 |
| 5.4.1 光电编码器的选型 |
| 5.4.2 直线位移传感器的选择 |
| 5.5 试验台结构设计 |
| 5.5.1 负载设计 |
| 5.5.2 试验平台设计 |
| 5.5.3 传感器安装件设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、数控链式刀库的精确定位及控制（论文参考文献）
- [1]刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法和衰退规律研究[J]. 汪满新,卞程飞,韩军,欧屹,管强. 仪器仪表学报, 2021(11)
- [2]基于状态信息融合的链式刀库机械手健康状态评估[D]. 曹世伟. 吉林大学, 2021
- [3]DMU70E加工中心双刀链刀库的维修与调整[J]. 林超青. 世界制造技术与装备市场, 2020(03)
- [4]基于PLC自动换刀装置结构优化设计与控制研究[D]. 房拴娃. 陕西科技大学, 2020(02)
- [5]链式刀库及自动换刀装置可靠性试验及评价技术研究[D]. 李强. 南京理工大学, 2019(06)
- [6]链式刀库运动精度检测方法研究[J]. 李强,韩军,汪满新,欧屹,冯虎田. 仪器仪表学报, 2018(09)
- [7]加工中心自动换刀装置综合性能测试技术研究[D]. 黎园亮. 青海大学, 2017(10)
- [8]加工中心ATC拔刀力检测系统的研制与试验研究[D]. 周兴平. 吉林大学, 2016(09)
- [9]链式刀库可靠性试验与状态监测系统研制[D]. 石靖楠. 吉林大学, 2015(08)
- [10]链式刀库设计分析及换刀装置性能测试研究[D]. 刘晓娜. 北京工业大学, 2014(03)