切线法数控成形非球面机床的定位误差研究-论文.pdf

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1、l主题：精密．超精密柚Z技术切线法数控成形非球面机床的定位误差研究8于博于正林朴承镐(长春理X-大学，吉林长春130022)摘要：分析了切线法数控成形非球面机床产生定位误差的原因，提出了一种改进型PID控制算法和开发型UMAC软件补偿并行的定位补偿方法，并给出了实现该方法的具体步骤。通过建立改进型PID控制模型和开发型UMAC误差修正表对该机床进行了定位误差补偿实验。结果表明该补偿方法可以有效地减小数控机床的定位误差。大幅度地提升数控机床的定位精度。关键词：数控机床；定位误差；软件补偿中图分类号：TP273文献标识码：BPositioningerrorresearchofa

2、sphericCNCmachinetoolsbyTangentmethodYUBo，YUZhenglin，PIAOChenggao(ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，CHN)Abstract：ThepaperanalyzesthecauseofthepositioningerrorproducedinaspheficCNCmachinetoolsbyTan-methodPIDcontrolalgo—gentmethod，proposesthepositioningcompensationcom

3、biningtheimprovedrithmandthedevelopingUMACsoftwarecompensation，andgivesimplementationstepsofthemethod．ofthePIDcontrolmodelandsuitableUMACerrorcorrectiontableThroughtheestablishmentimprovedapplythemachinepositioningerrorcompensationexperiment，theresultsshowthatthecompensationmethodcaneffect

4、ivelyreducethepositioningerrorofCNCmachinetoolsandgreatlyimprovepositioningaccuracyofCNCmachinetools．Keywords：CNCmachinetools；positioningerror；softwarecompensation数控机床的进给系统既是实现超精密加工的关了基于UMAC控制下的软件补偿功能，利用改进型键，也是系统误差进行动态、静态补偿的关键。本课题PID控制算法和开发型UMAC软件补偿对该机床实施来源于“切线法数控成形非球面机床”的定位误差补了定位误差补偿，有效的提

5、高了机床的定位精度。偿问题¨。2。。该数控机床进给系统由直线电动机、直1定位误差分析线电动机驱动器、UMAC控制器和位置检测单元(光栅检测)组成。直线电动机相比于传统的旋转电动1．1双闭环控制机，简化了传动机构、摩擦小、无齿隙误差、响应速度数控机床的进给系统以直线电动机做驱动时，由快，因此，将直线电动机应用于超精密数控机床实现复于直线电动机消除了中间的机械传动环节，因此，其受杂零件加工的微进给已成为当前趋势’3。1。但是，由负载影响较大，若要实现高精度的位置控制，就必须采于直线电动机直接与负载相连，使得其对负载变化和用全闭环反馈控制系统。本课题“切线法数控成形非外部扰动变得

6、敏感，直接结果是影响进给系统的定位球面机床”x和y方向的进给机构，均构成了双闭环的精度，所以要想实现该机床进给系统的高精度伺服控控制系统o7-81，其中：直线电动机、直线电动机驱动器制，必须采取有效的控制措施。和光栅尺是一个闭环系统；UMAC控制器、直线电动机超精密机床进给系统的定位精度是影响其加工精和光栅尺是另一个闭环系统。由于该机床进给系统采度的关键因素。6。。为提高该机床的加工精度，首要改用的是速度插补原理(即节点之间以给定速度进行连善的是机床进给系统的定位精度。本文以UMAC为续逼近)，所以，这里与UMAC控制器常规应用不同的硬件控制平台，提出了一种改进PID控制算

7、法，并开发是该进给系统采用了速度环，而不是传统的位置环。}国家自然科学基金资助项目(50775014)@豢ZU等等K≈：=∥，lq+*‘M主题：精密．超精密加Z技术I一般而言，控制器闭合速度环不需要微分增益，闭合速本文采用英国雷尼绍公司ML一10型双频激光干度环的关键是不受量化误差和数字速度采样频率的限涉仪分别对该机床X和y两个运动方向进行定位误制，这样才能使系统获得较高的速度环增益、刚性和抗差检测。图1所示为该机床的定位精度检测图。干扰能力。但是，绝大部分速度环的刚性来自速度积分增益，积分增益会导致一个滞后，这使