MATLAB仿真在数控伺服系统轮廓误差分析中的应用

分析了数控系统的伺服结构,根据数控伺服系统模型的传递函数,从数学上分析了直线轮廓和圆弧轮廓数控加工的轮廓误差.利用MATLAB的SIMULINK对数控伺服系统进行了建模,分别给出了直线轮廓加工、圆弧轮廓加工和螺旋线轮廓加工的轮廓误差仿真图形.该仿真结果与数学分析计算结果一致.     

基于轮廓误差分离的数控随动曲轴磨床性能分析

为寻找合适的误差分离方法,以数控曲轴随动磨床为性能分析对象,将影响曲轴连杆颈轮廓误差的因素分为随动因素和非随动因素;描述曲轴随动磨削的基本原理以及曲轴连杆颈轮廓生成的精确建模方法;提出将轮廓误差分离为随动误差和非随动误差的方法;通过试验数据分析得出数控随动曲轴磨床的性能评价结论。提出的轮廓误差分离方法,为数控随动磨床的性能评价提供方法指导,为误差源识别提供判断依据。     

球形刀三坐标曲面数控加工误差分析

本文针对三坐标曲面数控加工中加工方法引起的误差，分析了误差产生原因及补偿方法，并给出了计算公式。     

数控加工中误差的来源及解决方法

对数控加工中存在的误差进行了多方面的分析，并根据不同的误差来源提出了有效的解决方法，提高了零件的加工质量。     

对等刀具半径的圆弧轮廓数控加工的研究

以HCNC－1HA（华中I型）数控铣床为例，由实际加工问题出发，提出了国内一些数控系统不能实现圆弧半径等于刀具半径的零件轮廓的加工问题，分析了导致这一问题的原因，给出了解决该问题的方案。     

CNC机床伺服系统特性对轮廓误差的影响机理

位置闭环控制的CNC机床在进行连续切削时,零件的轮廓精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性有关.介绍了位置增益、跟随误差、轮廓误差,建立了位置闭环控制系统传递函数、跟随误差与轮廓误差数学模型,研究了直线和圆弧轮廓跟随误差与轮廓误差的关系,分析了CNC机床伺服系统特性对零件轮廓误差的影响机理,为提高零件轮廓的加工精度提供理论基础.     

一种联机检测轮廓加工误差的新方法

对一个机横加工而成的机械零件来说,由于实际使用的需要。不仅对零件的尺寸精度有一定要求,而且对零件的轮廓精度也有一定要求。本文采用联机检测的方法,在数控机床或加工中心上测量零件的轮廓加工误差。本文提出了一种采用一维传感器测量两维工件轮廓加工误差的新方法。理论分析和实验结果表明,此方法是可靠的,具有较高的精度。     

数控加工定位基准的变化对零件轮廓参数的影响

本文通过分析定位基准的变化对零件轮廓参数的影响，得出在数控编程中应采取的措施。     

前馈控制对数控机床轮廓误差的影响

前馈控制可以提高交流伺服系统的跟踪性能,同时也是降低数控机床轮廓误差的一种有效手段.文章在速度前馈的基础上,研究了在电流闭环的给定信号上增加电流前馈作用的新型前馈控制结构,仿真结果显示该新型前馈控制结构很大幅度地提高了交流伺服系统在加减速段的位置跟踪性 能.将该控制结构应用到伺服割字机中,加工结果显示新控制结构下的轮廓误差有所减小,加工实物曲线更为平滑.     

复杂曲面多轴数控加工非线性误差理论分析及控制

针对复杂曲面通常采用的多轴数控加工方式，结合加工用刀具，建立了多轴数控加工的非线性误差的数学模型，分析其影响因素，并给出了有效减少非线性误差的控制方法。     

Tracking and contour error control in CNC servo systems

The dynamic response of a machine tool is a complex interaction of several factors that includes the basic design of the machine as well as the capability and performance of the corresponding axis servo system. In terms of the performance of the servo system, tracking and contour errors are two important aspects that significantly affect the machine tool. Extensive research has been conducted over the last several decades into the study of these error components. A number of different approaches have been proposed by various researchers that attempt to effectively address this problem. This paper attempts to study the work that has been carried out in minimising tracking and contour errors in CNC machine tools.     

Virtual CNC system. Part II. High speed contouring application

This paper presents a trajectory planning strategy for maintaining the tool positioning accuracy in high speed cornering applications. A 3D contour error estimation algorithm is presented for determining the geometric deviation from arbitrarily shaped toolpaths. Two spline fitting strategies are developed for smoothening sharp corners. The under-corner approach reduces the toolpath length, and therefore the cornering time. This technique yields successful results when used with a high bandwidth servo controller (such as sliding mode control), capable of accurately tracking the commanded toolpath. The over-corner approach is based on stretching out the sharp corner with a smooth curve, which counteracts the ‘undercut’ caused by the large phase lag in low bandwidth servo controllers (such as P–PI control). The cornering feedrate is adjusted in the Virtual CNC platform, developed in the first part of this article, to ensure that contour error violation does not occur. The achieved cornering accuracy is verified in experiments, which are in close agreement with predictions obtained with the Virtual CNC.     

数控机床闭环进给伺服系统运动误差的研究

机床数控系统根据插补结果发出位置控制指令对各坐标轴进行独立的位置闭环控制,驱动相应的机械传动机构,最终实现精确的轮廓进给运动.本文研究了各轴位置闭环控制特性对轮廓误差的影响,分析了两坐标轴进给运动控制系统圆弧运动时因伺服系统有限带宽引起的半径误差和运动轴性能不匹配引起的椭圆误差,并进行了仿真验证.     

数控机床中螺距误差补偿原理及测量方法研究

文章对数控机床反向间隙补偿和螺距误差软件补偿原理及测量方法进行深入的研究,提出一种高效、快速螺距误差测量和补偿值设定方法,并进行了具体实例应用。实践证明该检测方法操作简单方便,测量结果正确可靠,特别适合我国国情,可以满足生产企业数控机床定期螺距误差检测、及时校正反向间隙和机电联调的需要,能有效改善机床定位精度和加工精度,对数控机床的合理使用和维护具有重要的实用参考意义。     

数控机床轮廓误差的插补预测补偿控制研究

伺服系统的基本原则是闭环控制,跟踪误差必然存在.如果多轴联动设备上使用伺服系统驱动进给轴,跟踪误差会引起加工轮廓误差.高精度数控机床要求轮廓误差越小越好.文章在定位过程中的伺服系统位置跟踪误差曲线等效成梯形曲线的基础上,从插补控制器着手研究跟踪误差的预测补偿控制.试验结果证明该控制方法简单有效.     

数控手机玻璃磨边机控制算法及误差分析研究

为了去除手机玻璃边的瑕疵以提高其抗冲击力,设计一种数控磨边机。针对手机玻璃轮廓外形,采用了几何图形分析法,提出了基于极坐标系下的直线插补算法和圆弧插补算法。讨论了影响手机玻璃轮廓磨削加工精度的主要误差因素,推导出离散系统时间跟随误差公式和综合轮廓误差公式,采用了三次样条插值法,利用MATLAB软件对恒角速度磨削进行动力学仿真分析,并进一步提出恒角速度磨削改进策略。实践证明：采用上述控制算法的数控磨边机能有效地提高手机玻璃轮廓的磨边精度,满足工艺要求。     

一种用于数控机床进给系统的迭代学习轮廓控制器的设计

数控机床进给系统产生的轮廓误差对产品质量有着严重的影响。为了对轮廓误差进行补偿,设计一种迭代学习轮廓控制器,用以提高进给系统的轮廓跟随效果。对数控机床进给系统进行分析后,获取其跟踪误差以及轮廓误差的模型。在该模型的基础上,设计线性插值法和圆域插值法,用来计算轮廓误差的大小。接着对进给系统在s域的闭环传递函数进行分析,采用PID反馈补偿器,设计迭代学习轮廓控制器,利用该控制器对实际轮廓误差进行补偿。仿真结果显示:采用此方法跟踪期望轨迹时,产生的最大跟踪误差为6.57%,较PID方法减小了5.7%;在跟踪期望轮廓时,产生的最大轮廓误差为0.8 mm,较PID方法减小了0.7 mm。由此说明此方法对轮廓误差的补偿性能较好,能够对数控机床进给系统的轮廓跟随准确度进行较好的控制。     

加工中心铣圆过象限误差分析与对策

加工中心铣圆时易产生过象限误差,造成圆弧表面接刀痕迹,影响加工精度和表面质量。以配备FANUC系统的VMC850系列加工中心为试验对象,比较不同条件下过象限误差的变化情况,对试验数据进行分析,得出相应的优化对策,为改善加工中心铣圆过象限误差过大现象、提高数控机床加工精度提供参考。     

Pre-compensation of contour errors in five-axis CNC machine tools

This paper presents an analytical prediction and compensation of contouring errors in five-axis machining of splined tool paths. The position commands are first fitted to piecewise quintic splines while respecting velocity, acceleration and jerk continuity at the spline joints. The transfer function of each servo drive is kept linear by compensating the disturbance effect of friction with a feed-forward block. Using the analytically represented five-axis, splined tool path, splined tracking errors and kinematic model of the five-axis machine tool, contouring errors are predicted ahead of axis control loops. The contouring errors are decoupled into three linear and two rotary drives, and the position commands are modified before they are sent to servo drives for execution. The proposed method has been experimentally demonstrated to show significant improvement in the accuracy of contouring five-axis tool paths.