基于直线插补的多轴联动轮廓误差控制方法

数控机床各联动轴实际动态性能不一致,会降低机床轮廓精度。针对空间复杂轮廓,提出一种基于直线插补的多轴联动轮廓误差控制方法。根据实际刀位点和用直线段逼近刀心轨迹指令曲线时的逼近节点,基于矢量法计算轮廓误差;将计算得到的轮廓误差与当前采样周期的跟随误差相叠加以控制伺服电机。在XYZ联动平台上进行了轮廓误差补偿控制实验,结果表明该方法能显著提高轮廓精度。     

高速轮廓运动综合位置误差控制的研究

高速轮廓运动控制技术已广泛应用于工业中。目前研究主要从减少伺服跟随误差和采用交叉耦合控制减少轮廓误差两个方面来提高运动精度。文章对几种常见的控制方法进行了讨论，并给出了一种综合位置误差控制的方案。该控制方案可在不改变原位置环的基础上大大提高位置伺服的性能，减小高速运动和参数扰动时的轮廓误差。控制理论分析和仿真结果表明了其有效性，且该方案容易实现。     

多轴CNC机床耦合轮廓误差补偿方法

介绍了CNC机床耦合轮廓误差补偿方法的原理及设计方法。首先分析了非耦合的轮廓控制系统,给出了轮廓误差的定义及算法,引入了耦合轮廓控制的概念。以两轴CNC机床为例,介绍了耦合轮廓控制系统的结构及设计方法。最后讨论了耦合轮廓控制的效果及需要进一步研究的问题。     

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.     

基于前馈控制的数控机床进给运动轮廓误差分析

轮廓运动控制是运动控制领域研究的重要课题之一,其广泛应用于数控机床与其它自动化运动控制系统中。由于位置伺服系统跟随误差的存在,导致直线和圆弧运动时产生轮廓运动误差。前馈控制是一种有效减小跟随误差的方法,已广泛应用于数控机床进给运动控制。文章研究了两轴匹配时前馈控制增益和前馈控制滤波器带宽对两轴轮廓运动精度,特别是圆弧运动精度的影响。结论对合理选择前馈控制参数,提高轮廓运动精度具有实际应用价值。     

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.     

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。     

CNC多轴联动的机床交叉耦合轮廓误差补偿技术

为了提高多轴联动CNC机床的加工精度,减小由机械传动及电气控制等因素造成的轮廓误差,针对多轴联动CNC机床伺服采用交叉耦合参数选择困难及稳定不强等问题,提出一种交叉耦合轮廓补偿的控制方法,建立交叉耦合轮廓误差补偿的模型,搭建了x轴、y轴及z轴仿真实验平台。仿真实验结果表明:轮廓误差补偿的算法使用交叉耦合误差补偿算法进行控制,可以大大降低轮廓误差。     

五轴数控机床转动轴与平动轴联动的轮廓误差仿真分析

以主轴头两摆的五轴联动数控机床为研究对象,对转动轴与平动轴联动加工不同空间位置圆弧时的轮廓误差进行了分析。采用D-H(Denavit-Hartenberg)法对按不同圆弧路径加工时各轴的进给指令计算公式进行了推导,并将指令输入到动态仿真工具Simulink构建的进给系统仿真模型中,比较刀具理想位置与实际位置的偏差,从而得到轮廓误差曲线。通过仿真曲线分析了轮廓误差的分布特性,得到了各参数对轮廓误差影响的对应关系,利用这种关系检测机床,达到提高机床性能的目的,同时为机床的调整与维修提供一种便捷手段。     

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.     

数控机床NURBS曲线插补轮廓误差自动控制

针对伺服滞后对高速高精度数控系统加工精度的影响,在圆弧插补时对工件轮廓误差进行理论分析,在此基础上设计了一种NURBS曲线插补轮廓误差自动控制算法,该算法能简化计算,提高数控系统插补计算的实时性.在给定轮廓误差的条件下对算法进行仿真.仿真结果显示,该算法能有效的根据NURBS曲线的曲率半径实时获取适当的进给速率以控制实际轮廓误差,控制效果比较好,可有效减小数控机床NURBS曲线插补的轮廓误差.     

数控机床闭环进给系统的稳态误差研究

进给系统的稳态误差控制是保证数控机床平稳运行和加工合格产品的关键技术问题。通过建立闭环进给传动系统的数学模型,并结合时域分析法推导出稳态误差及影响因子,提出了减小闭环系统稳态误差的具体优化措施,提高了数控机床进给系统运动平稳性,有效地减少了定位误差。     

数控机床垂直度误差分析与软件补偿

文章分析数控机床垂直度误差。当机床导轨存在垂直度误差时,加工位置和轮廓就会出现误差,主要包括孔的位置误差、直线和圆弧轮廓误差。根据垂直度误差的特点,可以得出误差计算公式,根据公式可以计算出点的误差,进而得出直线和圆弧的轮廓误差,计算误差后利用matlab软件仿真出误差曲线,以确定误差的分布并采用软件补偿的方式。同样利用误差公式可以确定补偿曲线,用VC软件编程对轮廓进行预处理,生成补偿曲线,即实现了误差的软件补偿。     

多轴数控机床伺服参数优化方法研究

数控机床在实际生产中,各轴伺服参数调整不好将影响机床的加工精度。为提高多轴联动中各轴伺服参数的匹配性,推导三轴数控机床加工轮廓误差的计算方法,分析三轴数控机床各轴进给系统伺服参数对轮廓误差的影响,提出2个进给轴之间伺服参数匹配方法。以人字齿的加工为例,对比了参数优化前后的实际加工轨迹,参数优化后人字齿的轮廓误差由优化前的300 μm减小到100 μm,各轴伺服参数匹配能够有效提高数控机床的加工精度。