超精密車床數(shù)控插補(bǔ)算法及誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、光學(xué)非球面已經(jīng)可廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域,本文針對用于加工非球面的單點(diǎn)金剛石數(shù)控車床進(jìn)行了研究。在本文中主要討論了如何加工非球面的問題以及怎樣對機(jī)床的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
　　在本文中,首先介紹了機(jī)床的硬件,這部分內(nèi)容主要是介紹了機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)。對于機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu),本系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是采用了大理石作為機(jī)床制造材料、采用了氣浮導(dǎo)軌以及電主軸。這種設(shè)計(jì)方式使得機(jī)床床身能夠保持非常的剛度,精度得到有效保證,由于氣浮導(dǎo)軌的使用,使得機(jī)床以極低的

2、速度進(jìn)給成為可能,而電主軸的使用則提高了機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制方式,即采用光柵尺作為機(jī)床導(dǎo)軌的位置信號將其反饋回?cái)?shù)控系統(tǒng),作為位置換的反饋信號。
　　對于非球面的加工,采用怎樣的方法來獲得非球面的加工控制代碼是一個(gè)很重要的問題。結(jié)合已有數(shù)控系統(tǒng)的特性,本文采用雙圓弧插補(bǔ)算法了生成非球面加工的代碼,即同時(shí)采用兩兩相切的圓弧段來逼近非圓曲線。這種算法與簡單的使用圓弧或者直線段來逼近非圓曲線相比,提高了非球面的光滑度、大大減

3、少了加工程序代碼數(shù)量,減小了存儲空間和傳輸時(shí)間。為了更直觀的顯示這一特點(diǎn),本文還同時(shí)采用了直線段逼近方式,從結(jié)果可以看到,直線逼近得到的程序量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙圓弧逼近的得到的程序量。
　　針對機(jī)床產(chǎn)生的誤差,如何減少這些誤差帶來的影響也是本文研究的主要問題。誤差補(bǔ)償?shù)姆绞接泻芏喾N,例如可以分為硬件誤差補(bǔ)償、軟件誤差補(bǔ)償。本文采用了軟件誤差補(bǔ)償?shù)姆绞?且是離線誤差補(bǔ)償。本課題實(shí)現(xiàn)了機(jī)床誤差標(biāo)定,建立誤差模型,并最終通過修正數(shù)控指令來達(dá)到