机床再生型切削颤振系统稳定性极限预测 被引量：18

1

作者 赵宏伟 王晓军 于骏一 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期547-552,共6页

推导了机床再生型切削颤振系统极限切削宽度随主轴转速变化的计算公式。提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,就实验系统的切削稳定性极限进行了预测。预测结果与实验结果对比,最小极限切削宽度的预测误差为32%,与其相对应的主轴转速... 推导了机床再生型切削颤振系统极限切削宽度随主轴转速变化的计算公式。提出了机床切削系统稳定性极限预测方法,就实验系统的切削稳定性极限进行了预测。预测结果与实验结果对比,最小极限切削宽度的预测误差为32%,与其相对应的主轴转速的预测平均误差小于. 展开更多

关键词 机床 切削加工 稳定性 预测 再生型切削颤振 极限切削宽度 主轴转速

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数控机床主动力系统载荷能量损耗系数的计算获取方法 被引量：14

2

作者 刘培基 刘霜 刘飞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期121-128,共8页

机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机... 机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机床主动力系统载荷损耗系数在线获取非常困难,以及现有获取方法存在切削仪器昂贵、测量过程复杂以及许多机床无法安装等不足,提出一种根据数控机床主动力系统载荷能量损耗数学模型而建立的载荷损耗系数计算获取方法。上述数学模型由三部分组成：基于主电动机的变频器额定功率、额定功率损耗和散热器额定功率等基础参数的变频器功率损耗近似计算模型;基于主电动机额定功率、基频、空载功率和基频下的效率等基础参数的主电动机功率损耗模型;基于机床机械传动系统中每种传动副的数量和载荷效率等基础参数的机械传动系统载荷损耗模型。实际计算时只需获取基础参数和测量机床主动力系统空载功率,便可计算出机床主动力系统的载荷能量损耗系数。基于上述计算方法,计算获取了数控加工中心PL700主动力系统的载荷能量损耗系数。实验结果证实了该方法的准确性和实用性。该方法可广泛用于数控机床的切削功率获取、数控机床能量效率评价和工件能量效率预测及优化等研究和应用中,具有多方面的应用前景。 展开更多

关键词 载荷能量损耗 载荷损耗系数 数控机床 主动力系统

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基于单光束干涉仪的机床主轴热误差实时测量 被引量：9

3

作者 高赛 曾理江 +2 位作者 殷纯永 郑力 叶佩青 《计量学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期1-6,共6页

主轴热误差是数控机床的主要热误差源 ,本文提出了一种使用三路单光束干涉仪 (SBI3)进行机床主轴热误差的非接触式实时测量方法 ,可以快速准确地测量主轴热误差。实验结果表明 ,所测立式加工中心主轴热误差沿Z轴方向最大 ,约为 50μm ,... 主轴热误差是数控机床的主要热误差源 ,本文提出了一种使用三路单光束干涉仪 (SBI3)进行机床主轴热误差的非接触式实时测量方法 ,可以快速准确地测量主轴热误差。实验结果表明 ,所测立式加工中心主轴热误差沿Z轴方向最大 ,约为 50μm ,测量误差约为 1 0 μm。 展开更多

关键词 数控机床 主轴热误差 实时测量 单光束干涉仪

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LM算法BP神经网络的数控机床主轴系统故障诊断 被引量：13

4

作者 刘金辉 任小洪 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期193-196,共4页

针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,... 针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,再通过Matlab仿真与传统BP神经网络相对比,仿真结果表明:传统BP神经网络存在较难实现快速、准确的故障定位问题,而BP神经网络LM算法作为故障诊断的核心算法收敛速度快、识别准确。该方案设计合理可行,有较好的应用前景,并给出应用了实例。 展开更多

关键词 数控机床 主轴系统 BP神经网络 LM算法 故障诊断

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基于GA-ACO-BP网络的机床主轴热误差预测 被引量：8

5

作者 田春苗 季泽平 +3 位作者 阿勇嘎 张学炜 唐术锋 郭世杰 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第9期153-161,共9页

为解决反向传播(BP)神经网络建立的主轴热误差预测模型精度低、收敛速度慢和易陷入局部最优解的缺点,利用K-means++算法和相关性分析对温度测点进行优化并提取热敏感点,并利用遗传算法(GA)对蚁群进行交叉变异处理,构建GA-ACO网络来确定... 为解决反向传播(BP)神经网络建立的主轴热误差预测模型精度低、收敛速度慢和易陷入局部最优解的缺点,利用K-means++算法和相关性分析对温度测点进行优化并提取热敏感点,并利用遗传算法(GA)对蚁群进行交叉变异处理,构建GA-ACO网络来确定最优的隐含层节点数、权值、阈值,实现对BP神经网络拓扑结构的优化。分别建立基于BP和GA-ACO-BP网络的主轴热误差预测模型,以双转台五轴加工中心为研究对象,采用五点法对主轴热误差进行测量。热误差实验结果表明:K-means++算法与Person、Sperman和Kendall相关分析相结合可有效降低温度变量间的多重共线性;GA-ACO-BP模型可实现对主轴热误差的预测具有更高的预测精度。 展开更多

关键词 数控机床 主轴热误差 K-means++算法 热误差预测 GA-ACO-BP神经网络

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卧式加工中心主轴温度场预测与热误差分布 被引量：8

6

作者 仇健 刘启伟 +2 位作者 刘春时 马晓波 林剑峰 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2012年第8期77-79,82,共4页

通过有限元与试验测试结合的方式,研究了加工中心主轴温度场和热误差分布规律。研究发现,卧式加工中心热变形与温度有较好的对应关系,主轴发热量增大引起主轴变形增大,主轴转子与轴承的摩擦生热是主轴系统高速转动时热量产生的主要原因... 通过有限元与试验测试结合的方式,研究了加工中心主轴温度场和热误差分布规律。研究发现,卧式加工中心热变形与温度有较好的对应关系,主轴发热量增大引起主轴变形增大,主轴转子与轴承的摩擦生热是主轴系统高速转动时热量产生的主要原因。主轴热平衡时间大约90min左右,并且后轴承附近的温度最高,温升幅度最大。通过有限元方法进行热分析,可以在机床样机定型之前进行热对称结构设计,提前进行结构优化。 展开更多

关键词 机床主轴 有限元分析 温度场分布 热误差

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基于模拟退火遗传算法优化BP网络的数控机床温度布点优化及热误差建模 被引量：8

7

作者 张景然 沈牧文 杨建国 《机床与液压》 北大核心 2014年第23期1-4,50,共5页

在热误差建模中,温度测点的优化选择至关重要。提出了运用相关性方法,分析测点温度与主轴热漂移之间的关系,找到相关性较高的测点位置,实现温度布点的优化选择。在此基础上采用模拟退火遗传算法(GSA)优化BP神经网络的方法建立热误差模型... 在热误差建模中,温度测点的优化选择至关重要。提出了运用相关性方法,分析测点温度与主轴热漂移之间的关系,找到相关性较高的测点位置,实现温度布点的优化选择。在此基础上采用模拟退火遗传算法(GSA)优化BP神经网络的方法建立热误差模型,并通过实验验证。结果表明:优化的热误差模型能够跳出局部最优而达到全局最优解,得到的误差模型拟合值更加接近实测误差值;基于GSA优化的BP网络模型较传统的神经网络模型有较高的精度及更强鲁棒性。 展开更多

关键词 数控机床 温度布点优化 主轴热漂移 热误差建模

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机床主轴结构优化设计 被引量：5

8

作者 莫才颂 千学明 《茂名学院学报》 2003年第3期40-42,共3页

介绍了机械优化设计理论的基本思想及其求解方法,将其应用于机床主轴的结构设计,建立了机床主轴结构优化设计的数学模型,并用内点惩罚函数法求解模型,得到了整体最优的结构设计方案,使机床主轴在满足各种约束要求条件下,刚度最好,材料... 介绍了机械优化设计理论的基本思想及其求解方法,将其应用于机床主轴的结构设计,建立了机床主轴结构优化设计的数学模型,并用内点惩罚函数法求解模型,得到了整体最优的结构设计方案,使机床主轴在满足各种约束要求条件下,刚度最好,材料最省。文中结合一实例分析其优化设计全过程。实例证明优化理论在机械设计中具有实用价值。 展开更多

关键词 机床主轴 结构 优化设计 数学模型 机械设计 目标函数

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数控车床主轴热误差SHO–LSTM预测建模

9

作者 陈庚 郭世杰 +2 位作者 丁强强 苏哲 唐术锋 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期277-288,共12页

在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热... 在高精度加工过程中,数控机床主轴误差对加工精度的影响较为严重。数控机床热误差占总误差比例高达40%~70%,是主要的误差源之一。为了提高热误差预测的精度,本文提出一种使用海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)的精密车床主轴热误差预测建模方法。首先,利用羚羊优化算法(GOA)对模糊C均值聚类(FCM)的模糊矩阵常数、最大迭代次数、迭代终止条件进行优化并结合皮尔逊(Person)、斯皮尔曼(Spearman)和肯德尔(Kendall)相关分析方法优化温度测点,使用手肘法确定最优分组规模,根据DB(Davies–Bouldin)、BWP(Bregman Within–class Projection)和Silhouette(Silhouette coefficient)聚类评估指标评估温度测点聚类效果。其次,以车床主轴五点法获取的热误差数据和优化后的温度数据作为输入,使用海马优化算法(SHO)对时序预测网络(LSTM)的隐含层节点、全连接层节点、学习率、L2正则化常数进行优化,并使用S折交叉试验方法确定最优分组规模,建立主轴热误差SHO–LSTM预测模型。再次,在不同转速下对构建的热误差模型对基于平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)的预测效果进行评估。最后,在CKA6163A型车床上进行实例验证,使用五点法进行测量辨识,同时测量主轴附近的温度。结果表明:本文所提出的温度测点优化算法相比未优化的模糊C均值聚类(FCM)的DB指标降低了89.00%,BWP和Silhouette分别提高了59.00%和8.17%,优化后的聚类算法可有效降低温度测点间的共线性,提高预测模型的预测效率。本文所提出的海马优化算法(SHO)优化时序预测网络(LSTM)与未优化的时序预测网络(LSTM)相比,均方根误差降低了42%,表明海马优化算法(SHO)可以提高时序预测网络(LSTM)的准确性;与天鹰(AO)优化卷积神经网络(CNN)、反向传播神经网络(BP)相比,本文所提出的预测网络的均方根误差分别降低� 展开更多

关键词 数控机床 主轴热误差 GOA-FCM算法 热误差预测 SHO-LSTM网络

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加工中心主轴关键热敏感点选取与热误差预测

10

作者 田春苗 季泽平 +2 位作者 郭世杰 唐术锋 乔冠 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期169-174,181,共7页

为探究数控机床主轴温度场信息与主轴热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于人工蜂群优化算法(ABC)与广义回归神经网络的主轴热误差预测模型。首先,使用热成像技术布置温度传感器,并利用K-medoids算法对温度测点进行聚类分组,使用灰... 为探究数控机床主轴温度场信息与主轴热误差之间的非线性映射关系,提出一种基于人工蜂群优化算法(ABC)与广义回归神经网络的主轴热误差预测模型。首先,使用热成像技术布置温度传感器,并利用K-medoids算法对温度测点进行聚类分组,使用灰色关联度分析方法计算温度与主轴热误差之间的相关程度,进而提取出最佳热敏感点;其次,引入调节因子优化ABC算法的寻优过程,使用改进后的ABC网络确定GRNN网络的最佳参数及光滑因子;最后,以三轴数控加工中心为研究对象,进行温度数据与热误差数据的采集,建立基于ABC-GRNN热误差预测模型并与优化前进行比较。热误差实验结果表明,K-medoids算法与灰色关联分析相结合,有效避免了温度测点之间的多重共线性;ABC-GRNN模型可以更准确地预测出主轴各项误差值。 展开更多

关键词 数控机床 主轴热误差 K-medoids算法 热误差预测 ABC-GRNN模型

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卧式数控机床主轴热变形影响因素分析 被引量：5

11

作者 邢金鹏 王均波 《机床与液压》 北大核心 2019年第3期130-134,共5页

以卧式数控机床为对象,对机床主轴在开启冷却机与关闭冷却机状态下进行热变形测试实验,并进行了详尽分析,得到主轴在两种状态下X、Y、Z轴向热变形规律;然后建立机床实体模型,采用有限元热固耦合及流固耦合法,对数控机床的关键部件主轴... 以卧式数控机床为对象,对机床主轴在开启冷却机与关闭冷却机状态下进行热变形测试实验,并进行了详尽分析,得到主轴在两种状态下X、Y、Z轴向热变形规律;然后建立机床实体模型,采用有限元热固耦合及流固耦合法,对数控机床的关键部件主轴部件、主轴箱部件及立柱部件分别进行热变形仿真分析,以获得影响主轴热变形规律的主要因素,为产品改进提供依据。 展开更多

关键词 数控机床 主轴热变形 有限元分析

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有限元分析法在数控机床主轴单元设计中的应用 被引量：4

12

作者 刘长山 吕灿灿 《机电产品开发与创新》 2019年第4期92-94,共3页

介绍有限元分析方法的基本原理,阐述了目前其在数控机床主轴单元设计中的应用现状,概括了有限元方分析法应用过程中面对的技术问题,为主轴单元的结构设计提供一定的理论基础。

关键词 数控机床 主轴单元 有限元法

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数控机床的高速切削加工技术应用研究

13

作者 陈勇 《科学与信息化》 2023年第14期73-75,共3页

为了推动数控机床切削生产技术的发展,技术人员应切实掌握先进的高速切削加工技术,明确主轴单元运行要求与主轴单元技术参数设置要求,了解数控机床高速切削加工技术的应用,熟悉五轴数控高速切削加工流程、高速切削加工刀具安全连接技术... 为了推动数控机床切削生产技术的发展,技术人员应切实掌握先进的高速切削加工技术,明确主轴单元运行要求与主轴单元技术参数设置要求,了解数控机床高速切削加工技术的应用,熟悉五轴数控高速切削加工流程、高速切削加工刀具安全连接技术、刀具轨迹的生成方法及五轴数控高速切削加工技术,展望数控机床高速切削加工技术,不断向纵深化、工件加工高精度及绿色环保的方向发展。 展开更多

关键词 数控机床 高速切削 主轴单元 刀具轨迹 绿色环保

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数控机床主轴振动信号监测及提取方法优化研究 被引量：3

14

作者 苏健 汪木兰 +1 位作者 朱晓春 丁文政 《机械设计与制造工程》 2018年第11期16-20,共5页

为进一步提升数控机床主轴生产率和使用寿命,研究了预测与健康管理系统。以机床系统主轴振动信号为研究对象,着重研究振动信号监测及优化方法,提出利用三次样条插值函数的优化分析算法提取时频域特性。实验结果表明,对比常规FFT算法,此... 为进一步提升数控机床主轴生产率和使用寿命,研究了预测与健康管理系统。以机床系统主轴振动信号为研究对象,着重研究振动信号监测及优化方法,提出利用三次样条插值函数的优化分析算法提取时频域特性。实验结果表明,对比常规FFT算法,此算法幅值误差精度提高了32%以上,保证了机床主轴运行监测数据的精确性。构建全面、结构简单、通用性强、精度高的监测系统是机床健康运行的保障和未来发展的必然趋势。 展开更多

关键词 数控机床 健康管理 主轴振动 信号监测 三次样条插值

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高速加工技术现状及其关键技术 被引量：2

15

作者 李英 《重庆科技学院学报（自然科学版）》 CAS 2009年第3期80-82,共3页

自20世纪80年代以来,基于金属(非金属)传统切削加工的高速加工技术,逐步发展成为综合性系统工程技术,现已广泛应用于生产工艺流程。随着个性化产品的社会需求增加,高速加工技术必将在生产工艺离散或混和型企业中得到进一步应用和发展。

关键词 高速加工 机床 主轴

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数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进 被引量：2

16

作者 田刘平 李志强 《科技创新与应用》 2020年第7期100-101,共2页

在数控机床中,主轴是整个系统的核心单位,为了能够更加精准的定位以及反馈速度,需要在主轴电机上安装编码器,目的就是为了检测主轴转速、反馈位置、准停控制等。随着机械自动化的发展,当前主轴编码器主要采用的是直连式,这种相对于传统... 在数控机床中,主轴是整个系统的核心单位,为了能够更加精准的定位以及反馈速度,需要在主轴电机上安装编码器,目的就是为了检测主轴转速、反馈位置、准停控制等。随着机械自动化的发展,当前主轴编码器主要采用的是直连式,这种相对于传统的编码器其特点就是结构简单、稳定性好、成本低、准确度高等。文章就主要以该种编码器为核心,详细地阐述如何对数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进。 展开更多

关键词 数控机床 主轴编码器安装 结构优化设计改进

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孔加工组合机床中多轴箱的设计与实践 被引量：1

17

作者 韦衡冰 《煤矿机械》 北大核心 2010年第9期121-123,共3页

多轴箱是孔加工组合机床中非常重要的部件。在分析组合机床中的多轴箱的地位和作用,研究了多轴箱传动系统的基本要求的基础上,对该多轴箱的右轴箱的传动系统中的主轴、齿轮进行了设计计算,设计出的右轴箱的传动系统能适用于孔加工,加工... 多轴箱是孔加工组合机床中非常重要的部件。在分析组合机床中的多轴箱的地位和作用,研究了多轴箱传动系统的基本要求的基础上,对该多轴箱的右轴箱的传动系统中的主轴、齿轮进行了设计计算,设计出的右轴箱的传动系统能适用于孔加工,加工效率高,精度高,能够保证加工孔的位置精度。 展开更多

关键词 专用机床 多轴箱 孔加工 设计

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平面并联机构与电主轴耦合系统动力学分析 被引量：2

18

作者 刘慧 宋方臻 +1 位作者 冯会民 宋波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第7期12-16,共5页

平面并联机床的加工精度应该用平面并联机构与电主轴耦合系统的动态性能进行评价。在考虑并联杆件的弹性动力学特性和主轴动力学特性的情况下,建立了平面并联机构与电主轴耦合系统的弹性动力学模型。通过仿真得到了耦合系统的幅频特性曲... 平面并联机床的加工精度应该用平面并联机构与电主轴耦合系统的动态性能进行评价。在考虑并联杆件的弹性动力学特性和主轴动力学特性的情况下,建立了平面并联机构与电主轴耦合系统的弹性动力学模型。通过仿真得到了耦合系统的幅频特性曲线,并在此基础上对耦合系统进行了动态性能分析。结果表明,在外界激励作用下,并联杆件系统发生了较明显的变形,并且主轴在频率低于20Hz的激励干扰下振动较为剧烈,偏离预定轨迹的位移较大,达到0.01mm,导致并联机床的加工精度明显降低,大大降低了并联机器人机床的动态性能。 展开更多

关键词 并联机床 平面并联机构 电主轴 耦合系统 动力学分析

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数控机床主轴组件热特性研究 被引量：2

19

作者 谢黎明 黎新齐 杨娟 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第12期21-22,共2页

文章对机床主轴组件温度场和热变形动态特性之间的差异进行了分析。并通过采用最佳温度测点建模的方法,对XH755C型数控铣床主轴进行了热特性分析,达到了减少由于这种特性差异所带来的影响,简化测量过程及便于进行机床主轴组件热特性研... 文章对机床主轴组件温度场和热变形动态特性之间的差异进行了分析。并通过采用最佳温度测点建模的方法,对XH755C型数控铣床主轴进行了热特性分析,达到了减少由于这种特性差异所带来的影响,简化测量过程及便于进行机床主轴组件热特性研究的目的。 展开更多

关键词 机床主轴 温度测点 热特性

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数控机床旋转主轴上SAW传感器传输和温度测量特性实验研究 被引量：2

20

作者 余文利 王胜 邓小雷 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第4期120-128,共9页

无线无源赋予声表面波(surface acoustic wave,SAW)传感器的显著特点使其在与旋转机械结构中其他传感检测技术相比,具有无可比拟的优势。然而,使用这些传感器所遇到的挑战尚未得到充分解决。SAW传感器的射频(radio frequency,RF)信号不... 无线无源赋予声表面波(surface acoustic wave,SAW)传感器的显著特点使其在与旋转机械结构中其他传感检测技术相比,具有无可比拟的优势。然而,使用这些传感器所遇到的挑战尚未得到充分解决。SAW传感器的射频(radio frequency,RF)信号不仅起到数据传输的作用,还起着给传感系统供能的作用。因为SAW传感器用于旋转主轴监测时处于恶劣的金属环境,因此需要对其传输和测量性能进行研究。本文旨在通过数控(computer numerical control,CNC)机床和自主研发的主轴设备,实验研究SAW传感器在旋转主轴上的传输和测量性能。实验结果表明,SAW传感器的传输和温度测量特性与安装位置和转速密切相关。研究结果将直接指导SAW传感器位置优化、功率设置、错误避免,或者在将来的工作中的纠错。 展开更多

关键词 声表面波传感器 传输特性 温度测量 数控机床 主轴

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