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        基于SEA柔性驅(qū)動的動力學(xué)模型頻域特性研究*

        2015-04-19 03:01:04王存堂謝方偉
        機(jī)械制造 2015年12期
        關(guān)鍵詞:力源絲錐頻率特性

        □ 王存堂 □ 任 飛 □ 謝方偉 □ 張 兵

        江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 江蘇鎮(zhèn)江 212013

        柔性驅(qū)動技術(shù)是目前機(jī)器人行業(yè)亟需解決的一個難題[1]。在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域,國內(nèi)外開發(fā)的傳統(tǒng)驅(qū)動器主要以集成伺服電機(jī)的剛性驅(qū)動為主,整體柔性不足,在使用過程中極易造成二次傷害。將柔性驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域,可以滿足機(jī)器人低能耗運(yùn)動、柔順化動作、自調(diào)整接觸等仿人性要求。面對這些問題,MIT的Pratt[2]研發(fā)出利用彈簧特性來設(shè)計(jì)出一種具有仿肌特征的串聯(lián)彈性驅(qū)動器(SEA)?;維EA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是在驅(qū)動源和負(fù)載之間串聯(lián)一個彈簧,從而實(shí)現(xiàn)精確的力控制,該驅(qū)動器具有較低的力輸出阻抗、摩擦因數(shù)和適當(dāng)?shù)目刂茙?。哈爾濱工程大學(xué)的馬洪文[3]等人在SEA彈性元件中加入阻尼環(huán)節(jié),可以更好地模擬人體肌肉變剛度[4]的特性。

        SEA作為一種具有仿生彈性驅(qū)動的力輸出裝置[5],可以提高康復(fù)機(jī)器人對人類受損肢體的柔順性和安全性,克服人機(jī)交互過程中的問題。SEA中彈性組件一方面可以抵抗高沖擊載荷,實(shí)現(xiàn)儲存和釋放能量;另一方面可通過控制形變量來實(shí)現(xiàn)力輸出。由于SEA具備上述優(yōu)點(diǎn),目前在康復(fù)、助力以及工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用日益廣泛[5]。近年來,許多研究人員開始關(guān)注SEA,在對SEA的動力學(xué)模型方面做出了大量分析。但還存在以下兩個問題:①忽略電器元件造成的一些因素,動力學(xué)模型太簡化,對位置源控制方法探討不足;②針對各種控制方法,在康復(fù)機(jī)器人方面,SEA的低阻抗特性要求和驅(qū)動帶寬之間呈反向關(guān)系。

        由于在SEA中驅(qū)動源伺服電機(jī)可以對速度、位置精度進(jìn)行準(zhǔn)確控制[5],同時可以通過閉環(huán)反饋將電信號轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。因此按目前控制方式分類,SEA動力學(xué)模型可分成兩類:位置源或速度源和力源模型[2],即將電機(jī)或液壓缸看作理想的位置或速度、以及力輸出源,來控制SEA輸出端的速度或位移以及輸出力。筆者分別建立基于位置源和力源的兩種SEA動力學(xué)模型,比較其各自在穩(wěn)定性、快速性和力輸出帶寬等方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

        1 基于位置源控制的SEA動力學(xué)模型

        基本的SEA模型如圖1所示,該模型是在負(fù)載和驅(qū)動源間串聯(lián)一組彈性元件[6]。

        位置源控制法是指通過內(nèi)部反饋控制電機(jī)的位移輸出[7],來控制輸出端的位移、速度、輸出力,如圖2所示。由圖2可知,簡化位置源控制法中內(nèi)部反饋PID控制環(huán)節(jié),SEA位置源模型如圖3所示。

        圖3中:fd為給定信號;fl為負(fù)載輸出力信號;fe為偏差信號;xd為中間位移變量;ke為積分環(huán)節(jié)的比例增益;T為慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù);xa為等效質(zhì)量的位移;vs為相對位移速度;xl為負(fù)載位移;ks為彈簧剛度系數(shù);cs為黏滯阻尼系數(shù);ml為負(fù)載質(zhì)量;PID控制參量分別為比例增益kp、積分因子ki、微分因子kd;s為拉普拉斯因子。

        圖1 基本SEA 模型

        圖2 位置源SEA動力學(xué)模型

        ▲圖3 SEA位置源動力學(xué)簡化模型

        經(jīng) Laplace 變換后,由式(1)、(2)、(3)可得:

        為方便分析,不妨先假定驅(qū)動器輸出端位移為0,即Xl=0。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為:

        分析該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù),對于單位負(fù)反饋系統(tǒng)有:

        經(jīng)PID控制后驅(qū)動位移為:

        經(jīng)Laplace變換后,式(7)變成:

        固定負(fù)載輸出端,即Xl=0,該系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:

        式中:C3=kecskd;D3=kecskd+T;C2=ke(cskp+kskd);D2=1+ke(cskP+kskd);C1=ke(cski+kskP);D1=ke(cski+kskP);C0=kekski;D0=kekski。

        1.1 基于位置源控制的開環(huán)頻率特性下對閉環(huán)系統(tǒng)的分析

        1.1.1 不同cs對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):彈簧剛度ks=2 N/mm,積分環(huán)節(jié)放大增益ke=0.05,慣性環(huán)節(jié)時間常數(shù)T=2,當(dāng)阻尼器的阻尼系數(shù) cs分別取 0.01 N·s/mm、0.1 N·s/mm、1 N·s/mm、2 N·s/mm、5 N·s/mm 和 10 N·s/mm 時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。

        根據(jù)開環(huán)傳遞函數(shù)式(5),分別采用頻域分析法中Nyquist判據(jù)和Bode判據(jù)[8]來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而該系統(tǒng)方程的特征根為:s1=0,s2=-0.5。 該系統(tǒng)在[s]即為橫、縱軸平面右半平面內(nèi)無極點(diǎn),為最小相位系統(tǒng)。繪制不同cs的Nyquist圖和Bode圖,如圖4和圖5所示。

        ▲圖4 開環(huán)Nyquist圖(位置源、cs)

        ▲圖5 開環(huán)Bode圖(位置源、cs)

        由圖4可知:①根據(jù)Nyquist判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定;②該系統(tǒng)奈氏曲線與單位圓相交,均位于虛軸的右側(cè),幅值裕度均較大。

        隨著cs增大,各頻率特性曲線越來越遠(yuǎn)離(-1,j0)點(diǎn)。所以穩(wěn)定性越來越好,且相位裕度在增大。

        由圖5可知:①由Bode判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的,與之前分析的奈氏曲線相一致;②在Bode圖中,隨著cs增大,相角曲線與-180°線無交點(diǎn)且距離越來越遠(yuǎn)。

        該系統(tǒng)在不同cs下幅值裕度均趨于無窮大,相位裕度與cs成正比關(guān)系,當(dāng)cs較大時,系統(tǒng)穩(wěn)定性更好。

        1.1.2 不同ks對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):cs=0.1 N·s/mm,ke=0.05,T=2,當(dāng) ks分別取 0.05 N/mm、0.1 N/mm、1 N/mm、2 N/mm、5 N/mm 和10 N/mm時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。

        根據(jù)該系統(tǒng)方程特征根為:s1=0,s2=-0.5。繪制不同ks的Nyquist圖和Bode圖,如圖6和圖7所示。

        ▲圖6 開環(huán)Nyquist圖(位置源、ks)

        ▲圖7 開環(huán)Bode圖(位置源、ks)

        由圖6可知:①根據(jù)Nyquist判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)也是穩(wěn)定的;②該奈氏曲線也都與單位圓相交,均位于虛軸的右側(cè),系統(tǒng)幅值裕度均較大。

        但隨著ks增大,各頻率特性曲線越來越靠近(-1,j0)點(diǎn)。這說明系統(tǒng)穩(wěn)定性變差,且相位裕度有減小的趨勢。

        由圖7可知:①根據(jù)Bode判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定,與圖6相一致;②隨著ks增大,相位曲線與-180°線無交點(diǎn)且距離越來越近。

        因此,該系統(tǒng)在不同ks下幅值裕度均趨于無窮大,而相位裕度與ks成反比關(guān)系,即當(dāng)ks較小時,系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定裕度。

        1.2 基于位置源控制的閉環(huán)頻率特性指標(biāo)分析

        1.2.1 不同cs對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):kP=25,ki=2,kd=0,其它變量不變。 當(dāng) cs分別取 0.01 N·s/mm、0.1 N·s/mm、1 N·s/mm、2 N·s/mm、5 N·s/mm和10 N·s/mm時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。當(dāng)cs不同時,該系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的諧振峰值Mr、諧振頻率 ωr及頻寬 ωb見表 1。

        表1 位置源閉環(huán)頻率特性指標(biāo)(cs)

        由表 1 可知,該閉環(huán)系統(tǒng)的 Mr、ωr、ωb隨 cs增大的變化規(guī)律為:①當(dāng)該cs較小時,其Mr較小,對應(yīng)于其時域指標(biāo)則階躍響應(yīng)時基本無超調(diào)量,而當(dāng)cs較大時,Mr均隨cs的增大有略微減小的趨勢;②隨cs的增大,ωr幾乎沒有變化,而ωb都在不斷增大,系統(tǒng)響應(yīng)速度加快,輸出復(fù)現(xiàn)精度也越高。

        1.2.2 不同ks對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):kP=25,ki=2,kd=0,其它參量不變。 當(dāng) ks分別取 0.05 N/mm、0.1 N/mm、1 N/mm、2 N/mm、5 N/mm和10 N/mm時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。當(dāng)ks不同時,該系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的Mr、ωr及ωb見表2。

        表2 閉環(huán)頻率特性指標(biāo)(ks)

        由表 2 可知, 該閉環(huán)系統(tǒng)的 Mr、ωr、ωb隨 ks的變化規(guī)律為:①當(dāng)該系統(tǒng)ks較小時,其對數(shù)幅頻特性曲線中出現(xiàn)相對較大的Mr;②隨著ks的增大,其中ωb具有急劇增大的趨勢,瞬態(tài)響應(yīng)速度變快,過渡的上升時間越長,因此采用位置源控制法時應(yīng)盡量去選擇較小的ks。

        綜上所述,對于位置源控制法(其它變量不變),隨著ks增大,系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,而響應(yīng)速度變慢,輸出復(fù)現(xiàn)精度變低,高頻噪聲信號被濾掉。隨著cs增大,系統(tǒng)穩(wěn)定性逐步增大,響應(yīng)會越明顯加快,輸出復(fù)現(xiàn)精度越來越高。

        2 基于力源控制的SEA動力學(xué)模型

        圖8中fa為PID輸出力信號,m為傳動裝置等效質(zhì)量,ca為電機(jī)等效阻尼,ml為負(fù)載質(zhì)量,v為等效質(zhì)量的速度,vl為負(fù)載速度,(其它變量與圖3相同)。

        經(jīng)Laplace變換可得:

        ▲圖8 SEA力源動力學(xué)簡化模型

        固定輸出端負(fù)載,即Xl=0,則該系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:

        同理基于位置源控制,考慮PID控制,該閉環(huán)傳遞函數(shù)為:

        式 中 :E3=kdcs;F3=kdcs+m;E2=kPcs+kdks;F2=cs+ca+kPcs+kdks;E1=kics+kskP;F1=kics+kskP+ks;E0=kiks;F0=kiks。

        2.1 基于力源模型的開環(huán)頻率穩(wěn)定性下對閉環(huán)系統(tǒng)的分析

        2.1.1 不同cs對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):m=1.5 kg,ks=2 N/mm,ca=0.5 N·s/mm。當(dāng) cs分別取 0.01 N·s/mm、0.1 N·s/mm、1 N·s/mm、2 N·s/mm、5 N·s/mm 和 10 N·s/mm 時, 分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律,當(dāng)該系統(tǒng)取不同cs時,其開環(huán)函數(shù)的特征根見表3。

        表3 力源開環(huán)函數(shù)特征根(cs)

        因此該系統(tǒng)的開環(huán)函數(shù)特征根均具有負(fù)實(shí)部,即在[s]右半平面內(nèi)無極點(diǎn)存在。

        繪制不同cs下該系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的Nyquist圖和Bode圖,如圖9和圖10所示。

        由圖9可知:①根據(jù)Nyquist判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定;②不同cs的奈氏曲線均與負(fù)實(shí)軸沒有交點(diǎn),說明幅值裕度均趨于無窮大。

        隨cs增大,該系統(tǒng)開環(huán)奈氏曲線距離實(shí)軸上(-1,j0)點(diǎn)越來越遠(yuǎn),說明穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。

        由圖10可知:①各對數(shù)相頻曲線均與-180°線無交點(diǎn),與在Nyquist圖中分析得到的相一致,即幅值裕度較好;②隨著cs增大,各相頻曲線在低頻段均越來越逼近0°線,說明相位裕度越來越好,而在高頻段均呈現(xiàn) -90°的相位滯后現(xiàn)象;③當(dāng)cs較小時,對數(shù)幅頻特性圖中出現(xiàn)較為明顯的Mr,所以cs較小時系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。

        2.1.2 不同ks對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù):m=1.5 kg,ca=0.5 N·s/mm,cs=0.1 N·s/mm。 當(dāng) ks分別取 0.05 N/mm、0.1 N/mm、1 N/mm、2 N/mm、5 N/mm和10 N/mm時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律,當(dāng)該系統(tǒng)取不同ks時,其開環(huán)特征根見表4。

        表4 力源開環(huán)函數(shù)特征根(ks)

        ▲圖9 開環(huán)Nyquist圖(力源、cs)

        ▲圖10 開環(huán)Bode圖(力源、cs)

        根據(jù)該開環(huán)特征根均具有負(fù)實(shí)部,則在[s]右半平面內(nèi)無極點(diǎn)。繪制不同ks下系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的Nyquist圖和Bode圖,如圖11和圖12所示。

        由圖11可知:①根據(jù)Nyquist判據(jù)可知,該閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定;②不同ks的奈氏曲線均與負(fù)實(shí)軸沒有交點(diǎn),這說明幅值裕度均趨于無窮大。

        隨著ks增大,該系統(tǒng)開環(huán)奈氏曲線距離實(shí)軸上(-1,j0)點(diǎn)越來越近,說明穩(wěn)定性逐漸減弱,即ks大時系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。這說明ks和cs對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是反向的。

        由圖12可知:①由于在對數(shù)相頻特性圖中,各曲線均與-180°線沒有交點(diǎn),與在奈氏圖中分析得到的相一致,即幅值裕度較好;②隨ks增大,各相頻特性曲線在低頻段均越來越逼近0°線,說明相位裕度好,而在高頻段均呈現(xiàn)-90°的相位滯后現(xiàn)象;③當(dāng)ks較大時,對數(shù)幅頻特性圖中出現(xiàn)較為明顯的Mr。

        2.2 基于力源控制的閉環(huán)頻域特性指標(biāo)分析

        2.2.1 不同cs對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù): m=1.5 kg,ks=2 N/mm,ca=0.5 N·s/mm,kP=25,ki=2,kd=0。 當(dāng) cs分別取 0.01 N·s/mm、0.1 N·s/mm、1 N·s/mm、2 N·s/mm、5 N·s/mm 和 10 N·s/mm 時,分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。當(dāng)cs不同時,該系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的 Mr、ωr及 ωb見表 5。

        ▲圖11 開環(huán)Nyquist圖(力源、ks)

        ▲圖12 開環(huán)Bode圖(力源、ks)

        表5 力源閉環(huán)頻率特性指標(biāo)(cs)

        隨著cs增大,該系統(tǒng)諧振峰值逐漸減小至幾乎沒有,說明穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。同時,頻寬也越來越大,表明:系統(tǒng)的響應(yīng)速度加快,高頻信號也能保證較低的失真度,而諧振頻率逐漸減小說明系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度變慢。

        2.2.2 不同ks對系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用

        設(shè)計(jì)參數(shù): m=1.5 kg,cs=0.1 N·s/mm,ca=0.5 N·s/mm,kP=25, ki=2, kd=0。 當(dāng) ks分別取 0.05 N/mm、0.1 N/mm、1 N/mm、2 N/mm、5 N/mm 和 10 N/mm 時, 分析系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化規(guī)律。當(dāng)ks不同時,該系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性的 Mr、ωr及 ωb見表 6。

        表6 力源閉環(huán)頻率特性指標(biāo)(ks)

        隨著ks增大,該系統(tǒng)的Mr逐漸增大,說明穩(wěn)定性逐漸減弱。同時,ωr和ωb也越來越大,表明:系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)速度加快,高頻信號也能保證較低的失真度。據(jù)上分析,對于力源模型而言,通過增加ks,系統(tǒng)穩(wěn)定性減弱;但是響應(yīng)速度和瞬態(tài)速度均加快,高頻信號也能保證較低的失真度。

        3 結(jié)論

        基于SEA柔性驅(qū)動的動力學(xué)模型穩(wěn)定性分析,對機(jī)器人的柔順控制具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。通過對比分析兩種模型,得到結(jié)論如下。

        (1)穩(wěn)定性方面,力源>位置源。

        (2)ks和cs不僅會顯著影響系統(tǒng)穩(wěn)定性而且會影響其力輸出帶寬、幅相頻率特性,同時為保證SEA的柔性,選擇合適參數(shù)是非常重要的。

        (3)與位置源控制法相比,力源控制法具有較大的力輸出帶寬。

        (4)與力源控制法相比,位置源的幅值相位特性表現(xiàn)也不是很理想,主要原因是由于位置源模型是通過內(nèi)部反饋來控制電機(jī)位移的,容易忽略等效質(zhì)量對穩(wěn)定性的影響,其固有模型誤差較大。

        總之,在合理?xiàng)l件下,SEA的控制方式應(yīng)優(yōu)先選擇力源控制法。

        [1]蓋玉先,劉偉穎.助行腿膝關(guān)節(jié)的串聯(lián)彈性驅(qū)動器系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2014(9):33-36.

        [2]Pratt G A.Series Elastic Actuators [C].IEEE/RZJ International Conference on Intelligent Robot and System.USA,Pittsburgh,1995.

        [3]趙朋.串聯(lián)彈性驅(qū)動器動力學(xué)模型及其特性分析[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2012.

        [4]馬挺,郭險峰.外骨骼機(jī)器人柔性變剛度驅(qū)動器設(shè)計(jì)[J].科技資訊,2014(35):65-69.

        [5]何福本,梁延德,孫捷夫,等.基于SEA的機(jī)器人仿肌彈性驅(qū)動關(guān)節(jié)研究[J].中國機(jī)械工程,2014(7):900-905.

        [6]Lens T,von Styko O.Safety Properties and Collision Behavior of Robotic Arms with Elastic Tendon Actuation[C].7th German Conference on Robotics (ROBOTIK),Munich,2012

        [7]殷躍紅,尉忠信,朱劍英.機(jī)器人柔順控制研究[J].機(jī)器人,1998,20(3):73-81.

        [8]彭瑞珍,董海棠.控制工程基礎(chǔ)[M],北京:高等教育出版社,2010.

        (編輯 平 平)

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        山高還推出了3種TP材質(zhì)等級(TP2501、TP1501和 TP0501),可滿足該應(yīng)用領(lǐng)域中的各種需求。由于這些材質(zhì)等級首次采用了山高新一代Duratomic金剛甲鍍層技術(shù),因此它們是最可靠、最可預(yù)測和最高效的產(chǎn)品。80多年來,山高不斷提供車間所需的刀具、工藝和服務(wù),以保持領(lǐng)先制造曲線。

        適用于Steadyline抗振刀柄的帶有GL連接的MDT刀頭

        山高目前將其最新開發(fā)的 GL連接與新型多方向車削 (MDT)可互換刀頭相整合,用于其Steadyline模塊化減振刀桿系統(tǒng)。GL連接和Steadyline刀桿的結(jié)合,使用新型MDT刀頭進(jìn)行割槽和車削時,可獲得出色的精度和表面粗糙度。

        憑借極其精準(zhǔn)的 GL連接,用戶可以快速、輕松、準(zhǔn)確地在 Steadyline刀桿上更換MDT刀頭和其它類型的刀頭。在刀桿設(shè)定到位后,無需重置系統(tǒng),即可安裝和重新安裝刀頭。獲得專利的 GL連接的多面錐形接觸面有兩個安裝位置,因此MDT刀片的切削刃可以面朝上或面朝下定位,實(shí)現(xiàn)有效的切屑控制。

        Combimaster M20

        這一全新的更大刀柄連接采用 M20螺紋,使Combimaster擁有更大直徑的刀具。它提供了出色的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,有助于實(shí)現(xiàn)更高的材料切除率。M20螺紋可確保刀桿和刀體之間的連接具有最大強(qiáng)度。在大多數(shù)情況下,Combimaster M20可讓用戶將金屬切除率和切削深度提高達(dá)15%,從而提升總體加工性能。對于Combimaster產(chǎn)品系列,山高對M20連接進(jìn)行了調(diào)整,使其適用于30多種新刀柄類型及50多種銑刀類型,包括圓刀片和高進(jìn)給刀片產(chǎn)品系列。其他產(chǎn)品領(lǐng)域還包括新連接,例如方肩、插銑、球頭和鋁加工銑刀系列。

        JABRO·-SOLID2立銑刀JS554-2C

        作為 Jabro JS554整體硬質(zhì)合金立銑刀系列的最新成員,JS554-2C具有能夠在高級粗加工應(yīng)用中顯著提高進(jìn)給量和金屬切除率的新功能。在銑削加工過程中,這一新刀具能夠以優(yōu)化的接觸弧或嚙合角度運(yùn)行,使用戶能夠充分利用現(xiàn)代機(jī)床的反應(yīng)速度和積極的 CAM軟件刀具路徑策略。JS554-2C的高級粗加工還最大限度地延長了刀具壽命,提高了零件的表面粗糙度質(zhì)量,JS554-2C可以使用刀具的整個切削長度(ap)執(zhí)行側(cè)銑粗加工走刀,分屑槽形成大小可控的切屑,并防止任何長切屑重切過程(重切會使粗加工立銑刀迅速變鈍或受損)。該刀具能夠采用高徑向嚙合,有助于減少所需的粗加工走刀次數(shù),縮短整個零件加工周期。此外,更短的切屑還可防止堵塞機(jī)床的切屑輸送系統(tǒng),從而可以確保無人化加工的順利進(jìn)行。

        山高將JS554-2C歸類為適用于所有材料的高端通用銑刀,可替代通常用于獲得相應(yīng)高級粗加工結(jié)果的"材料特定"刀具。該刀具幾乎能在所有 CAM模塊中進(jìn)行加工,因此具有通用性并且易于使用。

        Minimaster·Plus新小魔王

        山高為其業(yè)界領(lǐng)先的 Minimaster Plus新小魔王可更換刀頭刀具系統(tǒng)推出了全新的四刃刀頭,這一四刃刀頭以及現(xiàn)有的三刃刀頭均可應(yīng)對更大的切削力,從而在粗加工和半精加工中提高金屬切除率。四刃刀頭具有更大的螺旋角,采用了現(xiàn)有 Minimaster Plus新小魔王刀頭的相同設(shè)計(jì)特性和優(yōu)點(diǎn),并且新增了0.7xD短刃長的產(chǎn)品,可大幅提升其穩(wěn)定性。穩(wěn)定性的增加,使這款產(chǎn)品能更好地適應(yīng)苛刻的工況,以及更適應(yīng)在5軸加工中更多的底刃加工。更高的穩(wěn)定性讓這款短刃長產(chǎn)品特別適合進(jìn)行大余量材料切削,短刃長刀具在徑向切削力大于軸向切削力時,更有優(yōu)勢,而較長刃長產(chǎn)品正好相反。

        Threadmaster·絲錐

        山高繼續(xù)擴(kuò)展其 Threadmaster絲錐系列,新增了材料專用的絲錐以及更大螺紋尺寸的型號。目前,山高在其現(xiàn)有的通用絲錐產(chǎn)品系列中提供了330種特殊ISO材料專用絲錐以及 200多種新規(guī)格/尺寸,它們具有通用性,其中很多新絲錐都配有內(nèi)冷功能。

        山高的全新直槽、螺旋槽、螺旋尖和擠壓型絲錐專為 ISO P、M、N和 K材料而設(shè)計(jì),可提供最佳的性能和有效的排屑控制。直槽絲錐的尺寸范圍為 M4到M42,帶有或不帶內(nèi)冷通道;螺旋槽絲錐的尺寸范圍為 M1到M30;用于 ISO P的螺旋尖絲錐的尺寸范圍為M1到M30;擠壓絲錐的尺寸范圍為M1到M48。

        M4和M5的絲錐尺寸是具有內(nèi)冷功能的最小尺寸,山高的所有絲錐(專用和通用)均采用專門設(shè)計(jì)的鍍層,可以提高性能并延長刀具壽命。

        新一代Precimaster·Plus鉸刀

        山高推出的兩種全新刀桿設(shè)計(jì)可提供浮動和可調(diào)性,從而實(shí)現(xiàn)充分優(yōu)化的高精度鉸削加工。作為Precimaster Plus轉(zhuǎn)位刀頭鉸削系統(tǒng)的接長桿,全新的PMX-FL和PMX-AD刀桿大大改善了孔表面粗糙度,消除了跳動量并糾正了偏差,并且無需使用專用刀柄。山高全新的刀桿采用了適用于此類功能的緊湊內(nèi)部系統(tǒng),因而無需使用專用刀柄即可提供浮動和可調(diào)性功能。相比專用刀柄,新刀桿還可使鉸刀更靠近機(jī)床主軸頭,從而減少刀具懸伸量。

        山高的內(nèi)置浮動系統(tǒng)采用純機(jī)械式,適用于靜態(tài)和車床鉸削應(yīng)用,比其它類似刀具上使用的常見橡膠或合成橡膠技術(shù)更為穩(wěn)定。此外,用于旋轉(zhuǎn)應(yīng)用的山高新刀桿上的內(nèi)部調(diào)整系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了機(jī)械式,并借助6個螺釘來提供精準(zhǔn)的設(shè)置,并將主軸偏差量有效地糾正到0.005 mm以下。

        TP2501、TP1501和 TP0501鋼件車削材質(zhì)等級

        TP2501、TP1501和TP0501刀片為ISO P鋼件材料類別中的工件提供大量解決方案選擇,同時還適用于不銹鋼和鑄鐵。已用切削刃檢測功能是對客戶反饋的直接回應(yīng),因?yàn)椴僮鲉T在嘗試識別已用切削刃時通常會感到很困難。這些材質(zhì)等級能使用戶快速找出與工件接觸過的切削刃,甚至是在非常輕的精加工走刀中。

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