數(shù)控機床插補算法改進研究.pdf

1、現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，它直接關(guān)系到國家發(fā)展的戰(zhàn)略地位。數(shù)控插補算法是數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)，是評判CNC控制系統(tǒng)的重要指標。它的好壞直接影響數(shù)控技術(shù)的優(yōu)劣。隨著機床朝著高精度、高速和高進給方向發(fā)展，傳統(tǒng)的插補算法僅考慮加工零件的幾何形狀問題而忽略了機床的動力學(xué)對加工效果的影響，實際的加工精度往往不夠理想。因此插補算法應(yīng)結(jié)合機床動力學(xué)特性進行改進。 首先本文概述了常用的一些數(shù)控系統(tǒng)的插補算法，進行各種主要插補技術(shù)分

2、析比較。其中的NURBS插補技術(shù)具有良好的特性，改善了加工精度同時提高了加工效率，因此廣泛地應(yīng)用于工程領(lǐng)域。然后較為深入地研究NURBS曲線及其性質(zhì)，及其相關(guān)參數(shù)計算方法。同時對數(shù)控系統(tǒng)進行了運動學(xué)分析，建立了伺服進給系統(tǒng)運動學(xué)模型。分別對切削力，摩擦力，慣性力建立運動方程式，把這三種力和伺服驅(qū)動電機驅(qū)動相關(guān)聯(lián)得出機床進給速度和加速度的約束條件。因此NURBS曲線插補點不僅應(yīng)滿足插補精度，同時插補點處的進給速度和加速度應(yīng)約束在機床動力學(xué)

3、方程里的進給速度和加速度。通過適當?shù)牟逖a預(yù)處理與合理的近似計算，綜合考慮輪廓誤差控制，實現(xiàn)NURBS曲線插補。 根據(jù)本文提出的NURBS插補算法改進原理及其實現(xiàn)過程，利用Adams和Matlab兩個軟件聯(lián)機編程進行實時數(shù)控加工的仿真，建立了機械系統(tǒng)等效動力學(xué)模型。分析了在機床運動學(xué)特性方程約束條件下的插補算法的速度、加速度和對加工精度的影響，證明了算法的正確性、有效性和實時性。開展本課題的研究為插補算法和機床設(shè)計的改進提供了依據(jù)