数控系统轨迹段光滑转接控制算法.pdf

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1、!""#$%%%&%%’(清华大学学报-自然科学版.*%%>年第(>卷第?期$$,++)#$$&***+,#/012345678329-":2;0<:5.=*%%>=@ABC(>=#AC?$*D’&$*DD数控系统轨迹段光滑转接控制算法杨开明=石川=叶佩青=吕强-清华大学精密仪器与机械学系=北京$%%%?(.摘要E为了解决数控机床加工复杂轮廓时机床进给系统际加工中=如果对每一条待加工曲线-直线段或圆反复启停引起的加工效率低!加工质量差等问题"提出轨迹弧.都采用从静止加速到目标速度=再在该段终点处

2、光滑转接插补控制算法#文中首先描述算法的求解过程"并减速到%的方法=会产生如下不利情况E对其进行了误差分析"然后建立机床伺服系统的数学模型"$.平均加工速度低=影响加工效率=通过分析轨迹转接过程中伺服系统的动态响应特性"证明了*.频繁加减速会加大电机的负荷=产生运动噪控制算法的有效性#应用该算法进行实验"轨迹加工效率提声和降低控制精度>$?>*?=减少电机寿命=高$%&$’"轨迹误差小于()*#结果表明"该算法在保证轨迹精度的前提下"通过轨迹段之间的光滑转接"实现多段轨+.对某些由多个微小线段组

3、成的特殊加工轨迹的连续加工"提高了加工质量和加工效率#迹=实际的进给速度不能达到编程时设定的进给速度=加减速导致速度波动=造成加速度过大>+?及轮廓关键词E数控系统+光滑转接+插补控制+误差分析误差>(?K中图分类号E0TF’D文献标识码EI为解决上述问题=需要一种方法使得满足一定文章编号E$%%%&%%’(-*%%>.%?&$*D’&%’条件的相邻待加工曲线之间不必减速到%=可以保持速度上的连续=而且尽可能地达到编程时设定的UVWWXYXZ[]^_Z‘WXZWa[abWZcXYV^WZ进给

4、速度K对于相邻轨迹之间的速度规划=)3<7R29<‘WXcdWd]]_bV_XXZ[e_‘XWZfc>’?0<:53ABA4N公司提出了@AAA&I5<7S概念=曹荃‘WVgdX_ZdV_Zc‘[a‘WXZWa]f]X_V]等>F?>>?及徐志明等>??分别进行了相应研究KBC6等~~hijklmnonpq=rstuvwmp=hxyzn{npq=

5、}!nmpq但是=由于机械惯性的存在=如果实际加工的轨迹与-"_g[ZXV_XW^#Z_‘c]cW$]XZdV_X][%&_‘Y

6、[WaWbf=编程轨迹完全一致=那么上述设想不可能实现=因’]cbYd[(c)_Z]cXf=*_cecb+,,,-..此=为了实现相邻程序段间转接时速度上的连续=可/0]XZ[‘XE15<3M7:523234:AMOB<2:A3RA631=R5<43

7、B2RNCI3<5:A3R3AB7B4A32R5M571引入转接段G牺牲H实际转接点附近轨迹精度=从而S<9

8、B<7S1:3<5S329<57161

9、$(C$973SR5