冗余自由度下曲面高速進給數(shù)控加工機床軸運動研究.pdf

1、高效加工是機械加工的不斷追求，其中提高進給速度是提高加工效率的有效手段。在曲面高速進給加工條件下，由于曲面輪廓的復(fù)雜性，機床各軸運動加劇，引起機床軸振動沖擊，直接影響加工質(zhì)量，甚至破壞機床內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
　　本文針對曲面高速進給數(shù)控加工技術(shù)展開研究，提出了一種基于冗余自由度加工的機床各軸運動改善方法，核心是在考慮各軸運動學特性及動力學特性約束的基礎(chǔ)上，通過對冗余自由度機床各軸運動的調(diào)整，達到以下目標:在保證機床電機不超載的情況，提升進

2、給速度;提高機床軸運動的平穩(wěn)性，避免機床的振動沖擊，以提高工件加工的質(zhì)量。論文主要工作如下:
　　(1)冗余自由度下機床運動的合成分解。建立機床的運動學變換模型以明確機床各軸運動與實際加工軌跡之間的關(guān)系;分析冗余自由度軸的增加如何影響其它軸的運動，作為調(diào)整機床軸運動的依據(jù);計算冗余自由度下的非線性加工誤差。
　　(2)冗余自由度下機床的運動學與動力學特性分析。根據(jù)原始的加工數(shù)據(jù)，計算機床各軸在整個加工過程中實時的運動學特性，

3、包括進給速度、加速度、加加速度;分析機床軸伺服電機驅(qū)動特性和伺服驅(qū)動系統(tǒng)的固有特性，推導出機床各軸的運動約束條件;結(jié)合以上運動學及動力學特性分析，檢驗各軸運動是否合理，并確定首先超過運動約束條件的軸。
　　(3)冗余自由度下機床的運動調(diào)整。在機床動力學特性約束條件下對超限軸的運動進行調(diào)整，并根據(jù)冗余自由度下機床各軸的運動合成分解原理，求解除超限軸之外的另兩個軸的運動位移，完成對機床各軸運動的調(diào)整，使得調(diào)整后的各軸運動均滿足機床要求