针对数控机床主轴故障诊断中标记样本量小的问题,提出了一种基于多传感器的迁移学习的故障诊断方法。首先,采集安装在数控机床主轴上的多个三轴加速度传感器采集的原始振动信号,并将信号转换成图像的变换方法得到输入。其次,比较了TrAdaBoost迁移算法和基于CNN网络迁移模型算法。最后,针对CNN网络迁移模型,用目标类替换输出层,并用最优网络提取较低层次的特征,对更高层次的神经网络进行微调。实验结果表明,该方法能够正确识别机床主轴状态,具有很好的故障检测能力。

大型船用螺旋桨铣磨机器人各关节处柔性是导致运行过程中振动的重要因素。首先,建立了刚性臂和柔性关节相结合的6-DOF螺旋桨铣磨机器人动力学模型,并对模型中各参数进行了计算和实验辨识;然后,通过动态响应仿真和振动测试试验分析了机器人各关节的动态特性;最后,基于简单可行的PID算法,进行关节振动抑制研究。结果表明包含关节柔性的螺旋桨铣磨机器人动力学模型动态响应与试验测试数据一致,基于该模型整定的PID参数有效抑制了机器人运行中的振动。

准确预测重型数控铣齿机床的能耗是制造过程节能降耗的理论基础。以重型数控高速铣齿机为研究对象,提出基于NC程序的能耗预测方法。分析数控机床耗能部件的能耗特征,并按能耗特征进行部件分类;建立各部件能耗模型,并提出齿轮成形铣齿的材料去除率计算方法;最后,开发重型齿轮铣削加工能耗预测程序。在2台不同型号重型数控铣齿机上的试验表明预测方法的预测精度在95%以上,方法可行;此外,分别提高10%进给速度在实验的2台高速铣齿机上,其分别节能7.52%和4.25%,结果表明重型机床规格越大,节能潜力越大。

流体系统作为数控机床的重要能耗部件,节能降耗潜力巨大。以大型数控成形磨齿机床作为研究对象,阐述机床流体系统的组成及功能,提出流体系统能耗测量与评价方法,并通过一组成形磨齿试验进行能耗分析。结果表明:流体系统能耗超过了机床总能耗的40%,其中液压系统和冷却系统的能耗都在20%左右,润滑系统能耗最低。后续要进一步控制热变形的精确能量需求,精准控制流体系统的运行,从而降低机床整体能耗。

齿轮成形磨削的能耗研究对于高精度齿轮的低碳制造具有重要意义。从数控成形磨齿机床的部件层面出发,分析齿轮成形磨削的能耗组成部分;基于磨削功率和材料切除率,建立齿轮成形磨削的净能耗密度模型;通过齿轮成形磨削试验发现,增加磨削能耗,会使表面粗糙度减小,但随着磨削能耗的持续增加,表面粗糙度减小幅度有限。研究结果为齿轮成形磨削的能耗与加工质量协同优化控制奠定了理论基础。