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运载火箭框环自动钻孔设备控制系统的设计

机床与液压 2020年第3期48卷 100-103页

作者：雷斯聪袁定新朱忠良赵维刚上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 上海航天工艺与装备技术工程中心上海200245

设计了一套基于西门子828D数控系统的运载火箭框环自动钻孔设备控制系统,用于在运载火箭框环侧面进行钻孔以及在短壳表面进行开孔。该控制系统主要由828D数控系统、S120伺服驱动器、伺服电机、变频器、主轴电机、光栅尺构成,实现全闭环... 详细信息

设计了一套基于西门子828D数控系统的运载火箭框环自动钻孔设备控制系统,用于在运载火箭框环侧面进行钻孔以及在短壳表面进行开孔。该控制系统主要由828D数控系统、S120伺服驱动器、伺服电机、变频器、主轴电机、光栅尺构成,实现全闭环驱动控制,极大地提升了钻孔及开孔的效率、精度及质量;同时,应用828D数控系统的柱面转换功能,实现旋转轴B与直线轴Y之间的圆弧插补,有效降低了设备硬件成本。经调试与应用显示:该钻孔设备的自动钻孔效率为15个/min,自动开孔效率为10 min/个。

关键词： 828D数控系统全闭环柱面转换

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基于气缸的主动恒力输出装置设计

光学精密工程 2018年第3期26卷 640-646页

作者：梁世盛魏晓阳祁佩黄顺舟王力上海航天设备制造总厂上海200240 上海卫星工程研究所上海200240 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海200245

针对精密装配、搬运、工件表面修刮或磨削、抛光和擦洗等行业对设备主动柔顺能力的迫切需求,设计了一种基于气缸的主动恒力输出装置。对照设计目标,对所用的器件(包括比例压力调节器、气缸、导轨和压力传感器等)进行针对性选型,并设计... 详细信息

针对精密装配、搬运、工件表面修刮或磨削、抛光和擦洗等行业对设备主动柔顺能力的迫切需求,设计了一种基于气缸的主动恒力输出装置。对照设计目标,对所用的器件(包括比例压力调节器、气缸、导轨和压力传感器等)进行针对性选型,并设计针对压力传感器微弱信号的调理电路,增强其信号的准确性和抗干扰能力,同时设计数据采集处理板对整体系统进行控制,完成对力输出的闭环控制,并通过RS485通讯接收上位机命令和上传采集数据。最后通过大量动静态压力的测试实验表明该设备在整个量程内,其输出力误差在±3N以内,响应时间在300 ms以内,输出力不小于200N,性能满足设计目标。该设备的研制成功为主动力控制系统的设计研究开辟了新的思路。

关键词：力感知力控制比例压力调节器 RS485 数据采集

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基于切削力实时测量的弱刚性件加工变形控制

仪器仪表学报 2019年第2期40卷 223-232页

作者：王庆霞胡晓伟庞静珠吴重军侯春杰东华大学机械工程学院上海201620 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海200245

针对整体多框弱刚性件切削易变形之问题,提出了基于切削力实时测量的进给速度实时调整方法。根据铣削变形仿真数据建立了加工过程中进给速度、切削力与工件最大变形之间的非线性数值模型,并通过非线性求根算法求解最大变形和切削力约束... 详细信息

针对整体多框弱刚性件切削易变形之问题,提出了基于切削力实时测量的进给速度实时调整方法。根据铣削变形仿真数据建立了加工过程中进给速度、切削力与工件最大变形之间的非线性数值模型,并通过非线性求根算法求解最大变形和切削力约束下的进给速度最优解,并在开放式数控系统中开发了相应的控制模块。利用所开发的无线轴式测力装置和控制模块开展了铝合金薄壁框切削变形控制实验,结果说明数值模型预测精度在90%以上,实施进给速度优化功能优化后,切削力和工件最大变形分别降低23%和12.3%左右。实验结果表明,经过切削力实时约束和弱刚性件加工进给速度自适应调整,可将薄壁框件侧壁变形控制在规定范围内。

关键词：实时切削力进给速度调整加工变形在线控制

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考虑温变效应的搅拌工具磨损有限元分析

焊接学报 2019年第1期40卷 109-112,166页

作者：陈卓凡王庆霞王铭赵慧慧尹玉环东华大学机械工程学院上海201620 上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海200245

根据搅拌摩擦焊接过程材料热物参数温变特性,基于库伦摩擦做功和经典Archard磨损理论,分别建立了6061铝合金薄板搅拌摩擦焊热源修正模型和搅拌工具H13模具钢磨损模型,并嵌入到Deform有限元仿真软件中,模拟了有无考虑温变下搅拌工具的磨... 详细信息

根据搅拌摩擦焊接过程材料热物参数温变特性,基于库伦摩擦做功和经典Archard磨损理论,分别建立了6061铝合金薄板搅拌摩擦焊热源修正模型和搅拌工具H13模具钢磨损模型,并嵌入到Deform有限元仿真软件中,模拟了有无考虑温变下搅拌工具的磨损量分布形貌和磨损规律.结果表明,两种情况下搅拌工具磨损量分布形貌基本一致,温变效应使得搅拌工具和接头材料间力热作用加剧,在焊接过程中,搅拌工具的磨损系数对温变效应的敏感性要大于材料硬度的变化.考虑温变效应的搅拌工具磨损模型能更加反映其磨损变化规律,具有较高的磨损预测精度.

关键词：搅拌摩擦焊工具磨损温变效应有限元模型

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运载火箭蒙皮自动钻铆法向测量试验研究

航天制造技术 2018年第2期 36-39页

作者：雷斯聪袁定新朱忠良钱晨赵维刚上海航天设备制造总厂有限公司上海200245 上海航天工艺与装备技术工程中心上海200245

针对基于激光测距传感器的法向测量技术,在对复杂曲面孔位进行法向测量时存在原理性误差的问题。为检测该技术对曲面孔位法向的测量精度,设计并实施了一组对照试验。结果表明,测量偏差随着理论法向角度的增大而不断增大,同时,当理论孔... 详细信息

针对基于激光测距传感器的法向测量技术,在对复杂曲面孔位进行法向测量时存在原理性误差的问题。为检测该技术对曲面孔位法向的测量精度,设计并实施了一组对照试验。结果表明,测量偏差随着理论法向角度的增大而不断增大,同时,当理论孔位法向范围在±6°之内时,该技术所测法向偏差范围在±0.4°之内。

关键词：自动钻铆法向测量技术曲面孔位测量精度

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基于增量制造的再生骨支架制备路径规划方法

机械工程学报 2013年第23期49卷 12-20页

作者：陈伟华刘媛媛张付华胡庆夕上海大学快速制造工程中心上海200444

基于增量制造的再生骨支架制备方法在生物制造领域表现出巨大应用潜力,也越来越受到重视,其中制造路径规划方法直接影响到制备的支架的结构特点,在很大程度上决定了后期支架的细胞培养以及组织修复效果。目前典型的面向工业以及民用领... 详细信息

基于增量制造的再生骨支架制备方法在生物制造领域表现出巨大应用潜力,也越来越受到重视,其中制造路径规划方法直接影响到制备的支架的结构特点,在很大程度上决定了后期支架的细胞培养以及组织修复效果。目前典型的面向工业以及民用领域的增量制造工艺的路径规划方法不能完全适用于骨支架的制备,无法获得能够有效模拟细胞外基质结构特征的三维贯通结构。针对这一问题,提出一种面向生物增量挤出成形技术的再生骨支架制备路径规划方法,将材料成形过程中出现的尺寸变形的补偿融入到路径规划方法的设计中,能有效满足骨支架制备时对复杂外轮廓和梯度孔隙结构的需求。在此基础上,给出再生骨支架增量挤出成形系统的软件系统架构,实现方法及结果,并通过支架成形试验验证支架的性能,研究成果对自主开发生物增量制造装备具有重要价值和意义。

关键词：增量制造再生骨支架路径规划挤出成形

应用S7-1500的激光熔覆成形装备控制系统设计

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机械设计与制造 2019年第3期 180-182,186页

作者：赵凯赵维刚李鹏杨萍上海航天设备制造总厂上海200245 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海200245

航天航空等领域存在对大型复杂金属结构件短周期、高性能直接制造与柔性化修复的迫切需求,而激光熔覆成形技术是满足这一需求的有效途径。基于S7-1500控制器,进行了大型构件柔性化激光熔覆成形装备控制系统的设计。该系统利用PROFINET... 详细信息

航天航空等领域存在对大型复杂金属结构件短周期、高性能直接制造与柔性化修复的迫切需求,而激光熔覆成形技术是满足这一需求的有效途径。基于S7-1500控制器,进行了大型构件柔性化激光熔覆成形装备控制系统的设计。该系统利用PROFINET通信方式实现对大功率激光器、机器人等关键部件工艺参数的监测与调节;选用TIA博途编程软件实现硬件组态和人机交互界面等软件设计;同时采用多种传感器和闭环调节方式对工作环境进行控制,从而保证零件的成形质量。基于以上研究,设计出了能够满足大型复杂金属构件激光熔覆成形装备要求的中央控制系统。

关键词：激光熔覆直接制造中央控制系统 PLC控制器

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高速砂轮电主轴系统阶次振动研究

机械设计与制造 2018年第6期 196-199页

作者：邬舟平赵维刚袁定新姜同磊上海航天设备制造总厂技术中心上海200245 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海200245

高速外圆磨床是航天领域高精度高表面质量零件的加工母机。高速砂轮电主轴是高速外圆磨床的关键部件,其动态性能决定了高速磨床的加工精度和表面质量。在高速砂轮电主轴使用过程中,发现其远低于临界转速时就发生了强烈的振动,导致零件... 详细信息

高速外圆磨床是航天领域高精度高表面质量零件的加工母机。高速砂轮电主轴是高速外圆磨床的关键部件,其动态性能决定了高速磨床的加工精度和表面质量。在高速砂轮电主轴使用过程中,发现其远低于临界转速时就发生了强烈的振动,导致零件的加工质量无法得到保证。基于此,提出了一种基于主轴模态和轴承振动阶次分析的高速砂轮电主轴的阶次振动分析方法。首先使用有限元建模分析得到主轴系统的固有频率和振型,再使用轴承振动阶次分析得到电主轴由于轴承制造误差所造成的振动阶次,最后用升速实验验证主轴系统的固有频率并依此得到轴承制造误差造成的主轴阶次振动及对应的振动转速。结果表明,高速砂轮电主轴的强烈振动是由于轴承外圈的制造误差产生的阶次振动所造成的。分析的结果为高速电主轴的结构和工艺的优化提供了理论依据。

关键词：高速电主轴阶次振动模态分析强烈振动

基于单颗金刚石划擦的单向C_(f)/SiC复合材料去除机理

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金刚石与磨料磨具工程 2024年第3期44卷 327-334页

作者：温家宙王庆霞余爱武吴重军东华大学机械工程学院上海201600 上海航天设备制造总厂有限公司上海201108 上海航天工艺与装备工程技术研究中心上海201108

为研究单向C_(f)/SiC复合材料划擦去除机理,采用单颗金刚石磨粒开展准静态划擦试验,分析不同压痕载荷下划擦材料的声发射信号变化,结合SEM形貌分析材料的去除行为和划擦去除机理。试验结果表明:声发射信号强度随着压痕载荷增加而增强,... 详细信息

为研究单向C_(f)/SiC复合材料划擦去除机理,采用单颗金刚石磨粒开展准静态划擦试验,分析不同压痕载荷下划擦材料的声发射信号变化,结合SEM形貌分析材料的去除行为和划擦去除机理。试验结果表明:声发射信号强度随着压痕载荷增加而增强,相同参数下SB方向信号值更大,信号波动更剧烈。结合声发射信号与SEM形貌分析,得出材料在不同方向的划擦去除行为,材料以脆性去除为主,SA方向纤维以拉伸断裂和纤维拔出为主,SB方向纤维主要断裂方式为弯曲断裂和剪切断裂。根据SEM形貌分析,阐述去除行为的形成过程,即解释材料划擦去除机理。

关键词：单向C_(f)/SiC复合材料单颗磨粒划擦试验声发射信号材料去除机理

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