机构正在向精密、轻质、高负载方向发展,研究构件柔性程度及铰接间隙对机构整体性能的影响,已成为急需解决的问题。文章建立了间隙与柔性构件的耦合动力学模型。首先,基于牛顿-欧拉法,将间隙四连杆机构矢量化;接着,利用离散化方法将连杆柔性化,最后,采用ADAMS进行仿真,并搭建实验平台验证模型正确性。结果显示：仿真与实验结果一致。基于间隙的刚性和柔性连杆模型的结果对比可知,间隙引起运动副相邻两构件碰撞,刚性连杆两端的碰撞力比柔性连杆的显著增大、变化频率显著增加,也确定不同面积的连杆与机构轻量化较强的关联性。

为了研究双驱进给系统中双丝杠温度差异对同步误差的影响,建立进给系统有限元模型,分析其在不同进给速度下的热特性。利用温度传感器和激光干涉仪,对进给系统温度、热变形进行测量,分析双丝杠温度、同步误差与进给速度、时间的关系。结果表明主动轴热平衡温度高于从动轴,且丝杠螺母的温度随进给速度的增加而增加。同步误差与进给速度成线性关系,有限元模型预测误差在15%以内。

针对传统机床配置方式导致多轴微加工中心存在扰动刚度等问题,文章提出一种由三轴微铣和六轴旋转工作台组成的九轴数控微加工中心,工作台可以实现自由旋转、滚动和偏摆,以及三个短行程直线运动,并研究其刀具轨迹生成与控制策略,在轨迹生成策略中进行了正向运动学和逆运动学建模,并分别对微铣平移轴和旋转工作台的转动轴进行控制策略研究,最后通过仿真与实验验证了文中提出方法的有效性,所生成的参考命令在进给极限范围内,并能够保证足够的精度。

文章主要对加工中心用永磁同步电主轴动态特性进行分析计算,进而提高电主轴在工作状态下的稳定性。以额定功率为22kW的永磁同步电主轴为例,运用加时间因子的传递矩阵方法和双重步QR求解方式结合,计算出转子的临界转速。通过与ANSYS工程软件的计算结果进行对比,加时间因子的传递矩阵方法更为节省时间。永磁同步电主轴在旋转过程当中会产生动态偏心,进而产生不平衡磁拉力。文中提出了考虑不平衡磁拉力的传递矩阵法对电主轴模型进行不平衡响应分析,并计算了转子系统对数衰减率。发现电主轴样机一阶反向涡动的对数衰减率下降趋势明显,稳定性裕度较小,易导致轴系失稳。

通过对珩磨机主轴往复运动静态速度特性的仿真分析,揭示了负载力的变化对往复运动速度差异的规律及其影响,在此分析的基础上,根据生产中往复运动速度相等的要求,分别针对开环系统和闭环系统,提出了速度特性的补偿方法,满足了控制性能和生产实践的要求.

对电液比例动力机构进行动态分析,在考虑了压缩流量的前提下,进一步推导出系统的压力表达式和负载流量方程,从而修正了传统的表达方法,减少了分析误差,使动特性分析更加理想.

用电／气比例阀控制压力和流量，设计开发了可编程压力监控仪。