基于輪廓誤差控制的進(jìn)給率定制方法研究.pdf

1、進(jìn)給率定制是數(shù)控加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響加工效率和加工精度。輪廓誤差作為高速高精度數(shù)控系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，其控制方法的研究也有著重要意義。因此，基于輪廓誤差控制定制進(jìn)給率，有利于實(shí)現(xiàn)零件的高速高精度加工。
　　提出待定系數(shù)系統(tǒng)辨識法，對含有PID控制器的三階伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行辨識。該方法采用含待辨識參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式表示系統(tǒng)傳遞函數(shù)，利用最小二乘法處理掃頻試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到角頻率序列值及其對應(yīng)的幅頻序列值，最后通過求解廣義逆矩陣得到待辨識參

2、數(shù)。通過與頻域辨識法進(jìn)行仿真對比實(shí)驗(yàn)，該方法被證實(shí)具有很高的辨識精度。
　　建立基于伺服系統(tǒng)動態(tài)特性的輪廓誤差模型。該方法以實(shí)際加工點(diǎn)到期望加工點(diǎn)處密切圓的距離作為輪廓誤差估算值，具有較高的估算精度。結(jié)合伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型和輪廓誤差圓弧逼近估算模型，考慮驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)特性對輪廓加工精度的影響，并推導(dǎo)進(jìn)給率和輪廓誤差之間的解析關(guān)系式。
　　提出基于輪廓誤差控制的進(jìn)給率定制算法。利用NURBS參數(shù)曲線表示三軸加工路徑，得到曲率、

3、導(dǎo)矢等幾何信息。結(jié)合加工路徑幾何信息和各約束條件模型，得到進(jìn)給率和弦高差約束、機(jī)床各軸速度約束、機(jī)床各軸加速度約束之間的線性解析關(guān)系式。最后利用線性規(guī)劃算法求解滿足各約束條件的進(jìn)給率值，完成進(jìn)給率定制。
　　利用三軸實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行系統(tǒng)辨識實(shí)驗(yàn)，采用待定系數(shù)系統(tǒng)辨識法辨識得到系統(tǒng)傳遞函數(shù)。為進(jìn)一步驗(yàn)證進(jìn)給率定制算法在輪廓誤差控制方面的有效性，選取典型的“白鴿”和“皇冠”形三軸加工路徑，定制進(jìn)給率并進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析