曲面数控加工中的非线性误差

基于宏域几何的包络理论为理论基础对非线性误差进行了系统深入的研究，指出T／R混合加工系统普遍存在非线性误差，用最短距离线对之距离分布算法计算非线性误差，以在五坐标数控铣床上以中凹圆环面刀具采用几种不同的加工方式加工凸球面为实例，具体分析非线性误差的表现形式、影响因素。实际加工凸球面的结果证明提出的分析和结论是正确的。     

五轴加工奇异问题分析与非线性误差控制

在计算机辅助制造软件中进行五轴加工编程时,后置处理反求旋转轴角度存在无解,即五轴加工的奇异问题,具体表现为旋转轴运动产生突变、非线性误差增大、加工质量下降。以A-C型五轴机床为例,通过研究刀轴的运动过程,证明C轴的转角是奇异问题产生的原因。基于该结论提出一种新的检测奇异刀位点的刀轴分量k值遍历法和基于刀轴矢量插值与样条曲线拟合的非线性误差控制方案。通过S样件的五轴加工实验表明,相比于线性插值,所提方案在奇异区域内误差显著减小,曲面更加光滑,加工效率有所提高。     

五坐标加工中非线性误差校核及超差处理方法的研究

分析了非线性误差的产生机理,详细论述了非线性误差的有效估算方法;依据此方法给出了非线性误差的超差处理手段和流程图。通过编制程序,仿真验证了所述方法的正确性,从而为后置处理中超差处理提供了可靠依据。     

圆柱刀五轴数控侧铣直纹面的直线插补误差分析

在五轴联动数控系统中,相邻刀位点间的运动通过直线、圆弧或样条曲线进行插补运动,其中直线插补方法最具典型性。以圆柱刀侧铣加工直纹面时因线性插补引起的非线性误差为研究对象,首先,在被加工曲面上采用最佳一致逼近法规划圆柱刀侧铣直纹面的刀具位置;然后,利用包络原理建立刀具线性插补时所形成的包络面解析表达式;以理想曲面为基准面,利用牛顿迭代法求取点到曲面的最小距离,从而建立刀具包络面与理论曲面的误差模型,以此得到刀具线性插补时产生的非线性误差;最后,利用MATLAB软件通过数值算例对影响非线性误差的规律、大小以及其影响因素进行了分析。     

五轴数控加工中旋转轴运动引起的非线性误差分析及控制

五轴数控(Computer numerical control,CNC)加工中,刀具路径规划阶段与实际加工阶段对旋转轴运动采用的插补方式存在差异,其中刀具路径规划阶段是根据零件的几何信息进行插补,而实际加工中则根据机床信息进行插补,这种差异将引起原理性加工误差。针对五轴数控加工中旋转轴的运动,分析采用线性插补方式控制两个旋转轴进行加工时刀具姿态变化引起的原理性误差,进一步研究不同加工情况下由此产生的在垂直于走刀方向的平面内的非线性误差。通过分析旋转轴运动过程中线性插补引起的刀轴偏差角,证明刀具在相邻两刀位点运动过程的中间时刻处刀轴偏差角取得最大值,并得到由该最大值的显式表达式,在此基础上分析最大偏差角的影响因素。提出通过限制相邻两刀位点间刀轴夹角来控制此非线性误差的方法,并给出实例验证。     

双转台五坐标机床RTCP功能的研究

五轴加工中由于旋转运动的影响,会产生非线性误差.RTCP(绕刀具中心点旋转)功能可使数控系统自动对旋转轴的运动进行实时线性补偿,从而保证插补点始终位于编程轨迹上.在深入分析双转台五坐标机床运动原理的基础上,介绍了一种集成RTCP功能的插补算法,并在MATLAB中做了仿真计算.计算结果表明该算法可以有效减小非线性误差.     

五轴加工中刀具非线性误差的优化策略研究

近年来在机床加工的过程中五轴机床得到了广泛应用,在传统的三轴机床的基础上增加两个回转轴,可以提升加工工作的灵活性与自由度,大幅度提升自由曲面精确度,具有重要的意义。但是,在增加两个回转轴之后,会导致机床运动链的形式非常复杂,很容易在加工期间出现刀具非线性误差问题,主要因为相关的数控系统在使用线性插补形式之后,会在插补期间出现刀轴矢量和回转轴之间的非线性关系,不能确保刀具按照规定的轨线运行,出现误差问题。在此情况下,就应该结合五轴加工过程中的刀具非线性误差问题发生特点,采用有效的措施优化处理,保证各方面工作的高效化实施,提升刀具加工的准确性。     

数控加工中基于自由曲面表面特性的刀具路径安排

目前CNC上的轨迹控制功能仍主要是直线和圆弧插补,因此当加工自由曲面时,大多只能采用直线或圆弧逼近算法来对曲线进行逼近处理。针对数控加工的实际需求,现在数控系统技术人员对数控机床插补器进行研究并开发出了许多曲线和曲面插补功能。基于曲线插补,在保持进给速度尽可能恒定的条件下,对刀位路径和刀位速度进行离线的曲线拟合,以便于得到用于数控加工的刀位文件。这种方法能有效解决进给速度的波动问题,并能有效压缩刀位文件。为此,提出几种算法来拟合刀位路径和刀位速度轮廓曲线。曲线和曲面插补在数控代码数据量和逼近误差方面都有较大的改善。     

六轴义齿加工机床线性插补实现及误差分析

多轴控制技术是六轴义齿加工机床的关键技术,由于现有六轴义齿加工机床结构的特殊性,一般机床多轴控制技术的数控算法很难得到直接应用.基于现有机床的固有结构,通过结合齐次变换,提出了一种新的数控算法,实现了直线轴和圆弧轴的两轴联动.并根据其特殊的加工轨迹,分析了其联动插补运动过程中的误差.结合使用MATLAB工具进行数据运算,得出了对任意一条二维平面上的函数,插补过程中的运动控制参数及其单位加工周期过程中的误差.     

数控连续加工轮廓形状误差探讨

对数控系统跟随误差及逐点比较法插补速度进行分析后,提出了减小轮廓形状误差的措施。     

数控双盘铣刀齿轮粗加工方法及仿真研究

针对单盘铣刀齿轮粗加工中齿廓余量不均匀问题,提出了一种效率高且齿廓余量均匀的双盘铣刀齿轮粗加工方法。分析了不同模数、齿数下的中心距与齿间加工面积余量和单边最大余量的关系,并在AutoLisp下对双盘铣刀齿轮加工过程进行了仿真验证。与单盘铣刀粗加工相比,该方法使齿间余量以及齿根和齿顶余量均减少为原来的二分之一,改善了齿廓余量的不均匀性。     

基于等距曲面的弧面凸轮单侧面数控加工刀位优化算法

针对弧面凸轮廓面的多轴数控加工,在分析现有各种加工工艺方法,尤其是分析单侧面加工方法存在的不足的基础上,围绕减小加工得到的实际廓面与理论设计廓面的极差,提出一种以刀轴轨迹面与凸轮廓面等距曲面的极差最小为优化目标的弧面凸轮单侧面数控加工刀位数据计算的优化算法。所建立的刀位优化算法综合了不可展直纹面侧铣加工的两点偏置算法和三点偏置算法的优点。通过实例对各种单侧面刀轨规划算法进行加工误差综合对比分析,结果表明所建立的刀位计算优化算法正确有效,可显著减小编程误差,为进一步提高弧面凸轮单侧面加工精度和完善加工工艺奠定了扎实的理论基础。     

五轴数控加工中心回转轴误差补偿技术的研究

针对五轴加工中心回转轴运动精度问题,基于多体系统理论,对回转轴运动拓扑结构进行描述．建立数控机床精密加工条件方位约束方程,研究了回转数控指令的迭代修正求解。在此基础上,利用C#语言编制误差补偿和仿真分析软件,通过试验检验,证明本文提出的补偿方法可使机床加工精度大大提高,为将来实际应用奠定了理论基础。     

一种五轴数控机床的综合误差建模与补偿

研究五轴数控机床的综合误差建模与补偿方法。系统地分析了机床几何误差与热误差,并提出了其新的分类方法和一种直观形象的杆、副误差矩阵描述方法,根据这种误差描述方法建立了五轴数控机床的综合误差模型,最后根据矩阵微分法建立了机床综合误差补偿模型。     

数控加工中参数样条插值对列表曲线的逼近研究

借助参数样条曲线图形具有几何不变性,且处理大挠度曲线时误差较小的特点,通过数学描述,给出其插值算法,计算出刀位数据,解决某些零件不适合用刀补功能而必须用刀心点才能编程的缺点.     

五轴联动数控加工在异型石材制品中的应用研究——CAD／CAM在立体人像中的应用

石材是现代建筑装饰的主要材料。简单石材制品设计和加工比较容易,但对于复杂异型石材制品还是很困难。五轴联动数控加工技术为复杂异型石材制品的加工提供了一种行之有效的手段,通过对立体人像进行逆向建模、数控编程、仿真以及对刀具路径进行优化,利用自行研制开发的异型石材车铣复合加工中心（HTM50200）机床进行加工,提高了立体人像加工质量和效率;首次提出了立体人像的参数化建模技术,缩短了立体人像的建模时间,同时对于其他复杂异型制品的快速建模也有借鉴和推广应用价值。     

基于PZT的非球面能动抛光盘定位误差分析

摘要：变形抛光盘能够改变面型以用于非球面镜加工。基于PZT压电陶瓷驱动器的非球面能动抛光磨盘,能够在PZT驱动器的作用下改变面型,为中小口径非球面镜加工提供了一种新的工具。非球面能动抛光磨盘在相对非球面工件移动时,根据位置,计算出每个PZT驱动器的变形量。因此定位误差会引起压电陶瓷驱动器的变形误差,从而造成输出的非球面面型误差。本文对定位误差进行了理论分析和计算,根据计算结果,定位误差应该限制在±0.5mm。     

五轴数控机床加工误差动态修正方法研究

为修正五轴数控机床加工误差,提高五轴数控机床加工质量,提出一种新的五轴数控机床加工误差动态修正方法.构建五轴数控机床加工误差计算模型,获取五轴数控机床加工的刀心方位、刀轴方位轮廓误差;锁定误差方位后,通过五轴数控机床误差的动态实时补偿方法,实现五轴数控机床加工误差动态修正.研究结果表明:所提方法可实现全方位、高效率的五...     

加工中心误差补偿方案技术研究

基于软件误差补偿方法，研究了各种补偿方案。文章采用修正NC数据实现误差补偿，设计了具有特殊表面的实验样件，在MAKINO FNC86-A加工中心上进行了误差补偿实验验证。对于所设计样件进行有补偿和无补偿情况下的加工，利用三坐标测量机对加工表面进行检测。实验结果表明，误差补偿之后，样件的加工精度提高了60％以上，验证了文章理论方法的正确性和可靠性。     

提高数控系统基准脉冲直线插补速度及精度的研究

基于逐点比较法直线插补原理,将最小偏差法和半步偏差法有机地结合,提出新型基准脉冲插补的基本原理及流程图。与逐点比较法相比,各轴输出脉冲均匀,工件表面质量提高;减少插补次数,使数控系统插补速度提高30%以上;插补误差减小,插补精度提高一倍,而成本却不提高。