基于機(jī)床動力學(xué)特性的連續(xù)小直線段高速插補(bǔ)算法.pdf

1、隨著高速切削加工技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床高速化的趨勢日益突出。數(shù)控機(jī)床加工的復(fù)雜型面往往由CAM軟件生成微小直線段來逼近。為了保證高速加工的精度，程序段長度一般很短，而程序量很大，因此插補(bǔ)算法中的速度規(guī)劃尤其是連續(xù)小直線轉(zhuǎn)接點(diǎn)的速度約束條件的建立成為保證其效率和精度的關(guān)鍵。此外，機(jī)床在高速加工條件下其動力學(xué)特性對加工效果的影響更為突出，如果在插補(bǔ)算法中僅考慮加工零件的幾何形狀而忽略了機(jī)床的動力學(xué)特性，實(shí)際的加工精度往往不能令人滿意。本文在分

2、析了連續(xù)小直線段高速高精加工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了更符合機(jī)床動力學(xué)特性的插補(bǔ)算法，主要研究內(nèi)容如下： 分析了連續(xù)小直線段插補(bǔ)在高速高精加工中存在的問題，提出了前瞻控制的回溯方法，并與前推方法進(jìn)行了比較。為了避免高速加工中的柔性沖擊，采用了S曲線加減速算法并且詳細(xì)地描述了該算法在連續(xù)小直線段插補(bǔ)中的實(shí)現(xiàn)過程。 建立了小線段連續(xù)插補(bǔ)確定終點(diǎn)速度的動力學(xué)約束條件，包括：直線段內(nèi)的S曲線加減速性能約束條件，轉(zhuǎn)接點(diǎn)誤差約束條件，轉(zhuǎn)接

3、點(diǎn)最大加速度約束條件，以及機(jī)床進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)動力學(xué)約束條件，在此基礎(chǔ)上確定了轉(zhuǎn)接點(diǎn)速度限制條件的計(jì)算公式。 建立了插補(bǔ)算法性能評價體系，給出了插補(bǔ)算法輪廓控制和加工過程性能的兩級評價指標(biāo)。介紹了開發(fā)的插補(bǔ)算法性能評估軟件和聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)平臺。該評估平臺能夠分別針對插補(bǔ)算法的兩級評價指標(biāo)，快速方便的對不同機(jī)床和插補(bǔ)條件下的插補(bǔ)結(jié)果進(jìn)行分析和對比。 深入分析了連續(xù)小直線段插補(bǔ)中，各約束條件對插補(bǔ)結(jié)果的影響。對比了不同誤差控制