數(shù)控機(jī)床插補(bǔ)算法改進(jìn)研究.pdf

1、現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，它直接關(guān)系到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略地位。數(shù)控插補(bǔ)算法是數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)，是評(píng)判CNC控制系統(tǒng)的重要指標(biāo)。它的好壞直接影響數(shù)控技術(shù)的優(yōu)劣。隨著機(jī)床朝著高精度、高速和高進(jìn)給方向發(fā)展，傳統(tǒng)的插補(bǔ)算法僅考慮加工零件的幾何形狀問(wèn)題而忽略了機(jī)床的動(dòng)力學(xué)對(duì)加工效果的影響，實(shí)際的加工精度往往不夠理想。因此插補(bǔ)算法應(yīng)結(jié)合機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行改進(jìn)。 首先本文概述了常用的一些數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)算法，進(jìn)行各種主要插補(bǔ)技術(shù)分

2、析比較。其中的NURBS插補(bǔ)技術(shù)具有良好的特性，改善了加工精度同時(shí)提高了加工效率，因此廣泛地應(yīng)用于工程領(lǐng)域。然后較為深入地研究NURBS曲線及其性質(zhì)，及其相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法。同時(shí)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立了伺服進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。分別對(duì)切削力，摩擦力，慣性力建立運(yùn)動(dòng)方程式，把這三種力和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)得出機(jī)床進(jìn)給速度和加速度的約束條件。因此NURBS曲線插補(bǔ)點(diǎn)不僅應(yīng)滿足插補(bǔ)精度，同時(shí)插補(bǔ)點(diǎn)處的進(jìn)給速度和加速度應(yīng)約束在機(jī)床動(dòng)力學(xué)

3、方程里的進(jìn)給速度和加速度。通過(guò)適當(dāng)?shù)牟逖a(bǔ)預(yù)處理與合理的近似計(jì)算，綜合考慮輪廓誤差控制，實(shí)現(xiàn)NURBS曲線插補(bǔ)。 根據(jù)本文提出的NURBS插補(bǔ)算法改進(jìn)原理及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程，利用Adams和Matlab兩個(gè)軟件聯(lián)機(jī)編程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)控加工的仿真，建立了機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型。分析了在機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)特性方程約束條件下的插補(bǔ)算法的速度、加速度和對(duì)加工精度的影響，證明了算法的正確性、有效性和實(shí)時(shí)性。開(kāi)展本課題的研究為插補(bǔ)算法和機(jī)床設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了依據(jù)