專碩課非線性報告數(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提綱五軸數(shù)控機床概述五軸機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)控機床概述五軸：是指在一臺機床上至少有五個坐標軸(三個直線坐標和兩個旋轉(zhuǎn)坐標)，而且可在計算機數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運動。既有移動軸，又有旋轉(zhuǎn)軸，一次裝夾就可以加工幾何形狀復雜的自由曲面。五軸數(shù)控機床是實現(xiàn)復雜工件精密高效制造的重要手段。是軍工、航天、航空、刀具模具及機器制造業(yè)等精密零件加工的理想設備！五軸數(shù)控機床概述2008-12-28五軸聯(lián)動數(shù)控機床結(jié)構(gòu)形式很多，結(jié)構(gòu)復雜，并且旋轉(zhuǎn)軸的剛性（懸臂剛性和回轉(zhuǎn)剛性）很難保證。軌跡運動控制算法會根據(jù)機械結(jié)構(gòu)不同而不同。軌跡運動產(chǎn)生非線性誤差。五軸聯(lián)動數(shù)控機床結(jié)構(gòu)五軸數(shù)控機床概述2008-12-28五軸聯(lián)動數(shù)控機床結(jié)構(gòu)(1)雙擺頭結(jié)構(gòu)

特點：工件可以完全不動的放置在工作臺上，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，只適合進行精加工。五軸數(shù)控機床概述2008-12-28五軸聯(lián)動數(shù)控機床結(jié)構(gòu)(2)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺機床的旋轉(zhuǎn)坐標行程范圍大，工藝性能好，雙轉(zhuǎn)臺機床轉(zhuǎn)臺的剛性大大高于擺頭的剛性，從而機床的總體剛性也較高。

五軸數(shù)控機床概述2008-12-28五軸聯(lián)動數(shù)控機床結(jié)構(gòu)

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

五軸數(shù)控機床概述五軸聯(lián)動加工過程概述五軸數(shù)控機床誤差概述五軸機床與三軸機床一樣，在制造、裝配、控制及運動過程中受到熱變形、摩擦、振動和慣性等各種因素的影響產(chǎn)生機床誤差，由于五軸機床多了兩根可同時運動的旋轉(zhuǎn)軸，故五軸機床的誤差元素更多、更復雜。五軸數(shù)控機床誤差概述CNC在控制多軸聯(lián)動時一般只具有線性插補功能,非線性連續(xù)軌跡只能以一系列微小線性段來離散逼近,由此導致五坐標數(shù)控加工無法消除的由于加工方法引起的原理性誤差(以下稱為非線性運動誤差).非線性運動誤差是五坐標加工特有的誤差,如何對它有效控制是五坐標數(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;五坐標機床將非線性運動轉(zhuǎn)換為各軸的線性插補運動時,其合成運動軌跡為Pw(t)所描述的實際加工曲線.

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動誤差的估計.非線性誤差研究現(xiàn)狀周艷紅等[1]分析由離散線性運動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估計算法，從而控制加工誤差。吳大中等[2]對前述方法進行改進并建立雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)五坐標機床的非線性運動誤差估計模型，提出一種非線性誤差控制策略王丹等[3]在后置處理中檢測非線性誤差并提出處理方法。姬俊鋒等[4]提出一種改進的五坐標數(shù)控加工走刀步長算法，在前置處理中補償非線性誤差。張宏韜等[5]通過實時補償?shù)姆椒▉砜刂齐p轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床的誤差。非線性誤差研究現(xiàn)狀REMUS等[6]通過機床的運動反求來計算線性插補引起的幾何誤差。LIANG等[7-8]結(jié)合線性及圓周插補技術(shù)對非線性誤差進行控制，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)控機床的運動鏈并結(jié)合仿真來控制非線性誤差。以上方法為了簡化計算，主要考慮線性插補平動軸引起的走刀平面內(nèi)的非線性誤差，而對線性插補旋轉(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)控機床已經(jīng)實現(xiàn)了對三個平動軸的非線性插補[10]目前主流研究方法展示解耦補償方法機床坐標系建立目前主流研究方法展示解耦補償方法首先進行姿態(tài)誤差補償，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動將工件的實際姿態(tài)調(diào)整到與理想姿態(tài)相同，然后通過移動軸的平移運動進行位置誤差補償我們將展開的工作針對五軸機床的非線性誤差，分