專碩課非線性報(bào)告數(shù)控1115討論

組員：尹彥陽3112301049屈云鵬3112301032董淵哲3112301045孫巖輝3112301033

倪雨晨31123010xx

數(shù)控鏜床的建模與分析匯報(bào)提綱五軸數(shù)控機(jī)床概述五軸機(jī)床誤差種類及原理非線性誤差研究現(xiàn)狀1.2.3.將展開的工作4.五軸數(shù)控機(jī)床概述五軸：是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸(三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo))，而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。既有移動(dòng)軸，又有旋轉(zhuǎn)軸，一次裝夾就可以加工幾何形狀復(fù)雜的自由曲面。五軸數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件精密高效制造的重要手段。是軍工、航天、航空、刀具模具及機(jī)器制造業(yè)等精密零件加工的理想設(shè)備！五軸數(shù)控機(jī)床概述2008-12-28五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)形式很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且旋轉(zhuǎn)軸的剛性（懸臂剛性和回轉(zhuǎn)剛性）很難保證。軌跡運(yùn)動(dòng)控制算法會(huì)根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)不同而不同。軌跡運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生非線性誤差。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)五軸數(shù)控機(jī)床概述2008-12-28五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)(1)雙擺頭結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：工件可以完全不動(dòng)的放置在工作臺(tái)上，適合加工零件體積和重量較大的工件，如大型的模具，不足之處：主軸采用雙擺頭結(jié)構(gòu)，剛性較低，主軸功率較小，只適合進(jìn)行精加工。五軸數(shù)控機(jī)床概述2008-12-28五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)(2)雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)行程范圍大，工藝性能好，雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)的剛性大大高于擺頭的剛性，從而機(jī)床的總體剛性也較高。

五軸數(shù)控機(jī)床概述2008-12-28五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)

(3)擺頭+轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)擺頭＋轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的性能介于上述兩種結(jié)構(gòu)之間。

五軸數(shù)控機(jī)床概述五軸聯(lián)動(dòng)加工過程概述五軸數(shù)控機(jī)床誤差概述五軸機(jī)床與三軸機(jī)床一樣，在制造、裝配、控制及運(yùn)動(dòng)過程中受到熱變形、摩擦、振動(dòng)和慣性等各種因素的影響產(chǎn)生機(jī)床誤差，由于五軸機(jī)床多了兩根可同時(shí)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸，故五軸機(jī)床的誤差元素更多、更復(fù)雜。五軸數(shù)控機(jī)床誤差概述CNC在控制多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)一般只具有線性插補(bǔ)功能,非線性連續(xù)軌跡只能以一系列微小線性段來離散逼近,由此導(dǎo)致五坐標(biāo)數(shù)控加工無法消除的由于加工方法引起的原理性誤差(以下稱為非線性運(yùn)動(dòng)誤差).非線性運(yùn)動(dòng)誤差是五坐標(biāo)加工特有的誤差,如何對(duì)它有效控制是五坐標(biāo)數(shù)控曲面加工技術(shù)中的關(guān)鍵問題非線性誤差產(chǎn)生原理刀位軌跡數(shù)據(jù)由刀位點(diǎn)位置Pw和刀具軸線方向矢量Uw組成;PwL(t)所描述的直線為理想中的編程曲線;五坐標(biāo)機(jī)床將非線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為各軸的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí),其合成運(yùn)動(dòng)軌跡為Pw(t)所描述的實(shí)際加工曲線.

Pw(t)偏離直線PwL(t),兩者間的最大偏離量

即可近似作為非線性運(yùn)動(dòng)誤差的估計(jì).非線性誤差研究現(xiàn)狀周艷紅等[1]分析由離散線性運(yùn)動(dòng)逼近理想刀具軌跡所引起的理論加工誤差，并給出滿足精度要求的走刀步長(zhǎng)估計(jì)算法，從而控制加工誤差。吳大中等[2]對(duì)前述方法進(jìn)行改進(jìn)并建立雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)五坐標(biāo)機(jī)床的非線性運(yùn)動(dòng)誤差估計(jì)模型，提出一種非線性誤差控制策略王丹等[3]在后置處理中檢測(cè)非線性誤差并提出處理方法。姬俊鋒等[4]提出一種改進(jìn)的五坐標(biāo)數(shù)控加工走刀步長(zhǎng)算法，在前置處理中補(bǔ)償非線性誤差。張宏韜等[5]通過實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)姆椒▉砜刂齐p轉(zhuǎn)臺(tái)五軸數(shù)控機(jī)床的誤差。非線性誤差研究現(xiàn)狀REMUS等[6]通過機(jī)床的運(yùn)動(dòng)反求來計(jì)算線性插補(bǔ)引起的幾何誤差。LIANG等[7-8]結(jié)合線性及圓周插補(bǔ)技術(shù)對(duì)非線性誤差進(jìn)行控制，并通過修正刀具姿態(tài)來降低非線性誤差。MANN等[9]建立數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)鏈并結(jié)合仿真來控制非線性誤差。以上方法為了簡(jiǎn)化計(jì)算，主要考慮線性插補(bǔ)平動(dòng)軸引起的走刀平面內(nèi)的非線性誤差，而對(duì)線性插補(bǔ)旋轉(zhuǎn)軸引起的與走刀方向垂直的平面內(nèi)的非線性誤差則很少提及。目前大部分五軸數(shù)控機(jī)床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三個(gè)平動(dòng)軸的非線性插補(bǔ)[10]目前主流研究方法展示解耦補(bǔ)償方法機(jī)床坐標(biāo)系建立目前主流研究方法展示解耦補(bǔ)償方法首先進(jìn)行姿態(tài)誤差補(bǔ)償，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將工件的實(shí)際姿態(tài)調(diào)整到與理想姿態(tài)相同，然后通過移動(dòng)軸的平移運(yùn)動(dòng)進(jìn)行位置誤差補(bǔ)償我們將展開的工作針對(duì)五軸機(jī)床的非線性誤差，分