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时间:2020-03-27
《五轴联动后处理中非线性误差控制的研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第8期组合机床与自动化加工技术NO.82011年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug.2011文章编号:1001—2265(2011)08—0005—04五轴联动后处理中非线性误差控制的研究吴汉夫,唐清春(广西工学院职业技术教育学院,广西柳州545006)摘要:文中分析了非线性误差的产生原因及有效估算方法。通过机床的运动学分析,建立了BV100五轴联动机床的运动变换数学模型;结合线性插补原理,提出了该类机床的非线性运动误差的估算及补偿模型;通过VB语言,开发了具有非线性误差补偿功能的专用后置处理器,并通过
2、某叶轮的切削加工实验验证了该后置处理器的正确性和实用性。关键词:五轴联动;后处理;非线性误差;研究中图分类号:TK263文献标识码:AStudyonControllingofNon-linearErrorsofFive·axisLinkageP0stprOcessingwUHan·fu.TANGQing-chun(SchoolofVocationalandTechnicalEducation,GuangxiUniversityofTechnology,LiuzhouGuangxi545006,China)Abstract:Thecausesandeffectiveestimat
3、ionmethodofnon—linearerrorswereanalyzedinthispaper.ThemotiontransformationmodelingofBV100five—axislinkagemachinetoolwasestablishedbykinematicanalysis.Thenon·linearerrorestimationandcompensationmodelofthemachinetoolwassuggestedthrou曲linearinterpolationprinciple.Thededicatedpost—processorofnon
4、-linearerorcompensationfunc-tionwasdevelopedbyVBlanguage.Theimpellercuttingexperimentshowedthattheresultofthepost-processorwascorrect.Keywords:five-axislinkage;postprocessing;non-linearerror;study理生成刀位源文件,再根据机床的具体结构通过后0引言置处理变换为机床坐标系下各坐标轴的运动坐标指在理想情况下,五轴联动加工中刀具的刀心相令。由于五轴联动加工中刀心轨迹以及刀轴矢量都对于被加工的曲
5、面表面的运动轨迹是一条非线性的是变化的,尤其是旋转角度所导致的非线性运动与空间曲线。而实际情况是:通过通用CAM软件前置数控系统采用的线性插补方式不一致,导致五轴联处理时,一般都采用弧弦逼近方式,将自由曲面网格动加工过程中存在非线性运动误差⋯。划分后,离散成一系列微小直线段,导致了非线性误图1为五轴联动加工中相邻刀位点之间刀具的差的产生。如何有效控制非线性误差是提高曲面五运动轨迹图,直观地反映了非线性运动误差的产生轴联动加工精度的一个重要问题。本文针对于五轴机理。其中:刀位源文件由刀位点位置P(t)和刀具联动加工,在后置处理中根据刀位源文件对非线性矢量(t)组成;P(t)所描述
6、的曲线为理想的编程误差进行了有效计算,并在超差时进行了相应处理,曲线;在五轴联动时非线性运动转换为各轴的线性最后通过切削实验进行了验证。插补运动,其合成运动轨迹直线P(t)偏离曲线P1五轴联动加工运动分析(t),这就是五轴联动加工中非线性误差的产生机理通常数控加工中,先经过通用CAM软件前置处收稿日期:2011—05—04基金项目:广西千亿元产业重大科技攻关工程项目(1114002—28)作者简介:吴汉夫(1967一),男,湖北宜昌人,广西工学院职业技术教育学院讲师,硕士研究生,主要研究方向为数控加工、数控机床热变形补偿等,(Email)wuh~7@126.com。·6·组合机
7、床与自动化加工技术第8期设工件坐标系为OmXYZ,工件可以绕轴摆动A(0。~100。)角,工件可以绕z轴转动C(0。~360。)角,工作台回转轴与z轴一致;机床运动坐标系为OrXYZ,OmXYZ—OrXYZ=d;刀心C0在工件坐标系的位置为(c,yc,zc);刀轴矢量a在工件坐标系中为(a,a,a)。计算时首先将刀轴矢量的起点移动到工件坐标系的原点,然后将刀轴矢量绕z轴顺时针方向转动到(一Y)(+Z)平面上,再将刀轴矢量绕P轴顺时针转动到与z坐标方向一致。这样转动可图1非线性运动误差示意图以
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