五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制仿真技術(shù)研究.pdf

1、運(yùn)動(dòng)控制算法是整個(gè)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的核心,一部高檔的數(shù)控機(jī)床性能的好壞以及能否加工出高精度的工件主要決定于該數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制算法。在運(yùn)動(dòng)控制算法應(yīng)用到機(jī)床之前,需要通過仿真技術(shù)來驗(yàn)證算法的正確性與可靠性。數(shù)控仿真技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)圖形顯示技術(shù)模擬實(shí)際加工過程,本文建立了模擬五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和幾何模型,通過數(shù)值仿真和幾何仿真模擬系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制過程,觀察仿真過程中的運(yùn)動(dòng)特性,位移曲線、速度曲線和加速度曲線是否滿足理論要

2、求并達(dá)到預(yù)期效果；并通過三維實(shí)體幾何仿真觀察切削過程中的刀具動(dòng)作及切削狀態(tài),同時(shí)對(duì)過切、欠切現(xiàn)象以及刀具與工件、刀具與夾具之間的碰撞干涉情況能夠?qū)崿F(xiàn)可視、定量的驗(yàn)證,并且可以直觀、形象地模擬數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制的全過程,這樣有助于我們對(duì)機(jī)床的加工軌跡、加工速度和加速度進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化,進(jìn)而提高數(shù)控加工的質(zhì)量和效率。本文以五軸聯(lián)動(dòng)雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床為研究對(duì)象,以五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制算法為理論基礎(chǔ),著重研究了五軸聯(lián)動(dòng)控制過程的數(shù)學(xué)仿真和幾何運(yùn)動(dòng)仿真,主要的工作如

3、下:
　　 1.建立五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),以NC代碼為輸入,以各伺服軸的運(yùn)動(dòng)控制信息為輸出,總結(jié)了加減速速度控制策略,速度拐點(diǎn)及區(qū)域軌跡連續(xù)加減速控制,五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)算法等,并以這些算法為基礎(chǔ)建立了五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制的數(shù)學(xué)模型。
　　 2.以Matlab為仿真平臺(tái),對(duì)五軸機(jī)床加工過程的速度規(guī)劃、加減速控制和聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)算法進(jìn)行計(jì)算,繪制了機(jī)床刀具.工件的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系曲線,仿真了五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)控制過程,即合成位移、合成速度、合成加速度

4、均可以滿足機(jī)床的要求,五個(gè)軸分別所對(duì)應(yīng)的位移曲線、速度曲線、加速度曲線也滿足機(jī)床的要求。
　　 3.在機(jī)床結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上,以雙回轉(zhuǎn)臺(tái)五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,根據(jù)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸之間的運(yùn)動(dòng)和約束關(guān)系,建立雙回轉(zhuǎn)臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并在3D參數(shù)化CAD系統(tǒng)上建立了幾何仿真模型。
　　 4.通過高級(jí)語言開發(fā)的數(shù)控仿真系統(tǒng),從輸入的插補(bǔ)點(diǎn)代碼中提取運(yùn)動(dòng)參數(shù),應(yīng)用T-Flex CAD系統(tǒng)提供的OLE機(jī)制,傳送給T-Fl