多軸伺服進(jìn)給系統(tǒng)的輪廓誤差估計(jì)與控制研究.pdf

1、輪廓誤差的大小是衡量加工質(zhì)量的核心指標(biāo)，因此生產(chǎn)加工過(guò)程中如何得到一個(gè)準(zhǔn)確的輪廓誤差值尤為重要。如今對(duì)于如何能在高速加工中仍然保持高精度的輪廓加工仍是亟需解決的問(wèn)題。本文從輪廓誤差估計(jì)方法以及輪廓控制方法的角度開(kāi)展研究，以提高工業(yè)生產(chǎn)中工件的加工精度與加工效率。
　　現(xiàn)有的輪廓誤差估計(jì)方法種類繁多，但是對(duì)于各個(gè)估計(jì)方法的適用范圍并沒(méi)有相對(duì)明確的說(shuō)明。本文對(duì)現(xiàn)有的輪廓誤差估計(jì)方法進(jìn)行分析對(duì)比研究，通過(guò)仿真對(duì)比出各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，分析其

2、適用范圍。
　　通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的輪廓誤差估計(jì)方法只對(duì)極特殊的輪廓如圓形輪廓或直線輪廓才能計(jì)算出輪廓誤差的準(zhǔn)確值。對(duì)于其余期望輪廓現(xiàn)有的估計(jì)方法只能停留在估計(jì)的層面，基于現(xiàn)有輪廓誤差估計(jì)方法的缺點(diǎn)，本文提出了一種基于平面二次曲線的輪廓誤差計(jì)算方法。當(dāng)期望輪廓超出平面二次曲線時(shí)，將該算法進(jìn)行拓展。
　　通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算得到輪廓誤差并將該值用于交叉耦合控制中，通過(guò)反饋實(shí)現(xiàn)對(duì)輪廓誤差的閉環(huán)控制。本文設(shè)計(jì)的交叉耦合控制器的改進(jìn)之處在于輪

3、廓誤差控制器的輸入信息不再是跟蹤誤差，而是當(dāng)前時(shí)刻的實(shí)際點(diǎn)的位置信息，避免了跟蹤誤差引起的輪廓誤差估計(jì)不準(zhǔn)導(dǎo)致的加工效果變差。同時(shí)改進(jìn)后的控制器降低了交叉耦合增益的求解難度。
　　論文中還設(shè)計(jì)了基于輪廓誤差的速度規(guī)劃，這種方法主要是通過(guò)輪廓誤差計(jì)算值實(shí)時(shí)對(duì)加工速度進(jìn)行規(guī)劃。通過(guò)對(duì)Bang-bang控制以及歸一化控制兩種方法的分析，最終對(duì)歸一化方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在加工速度上與低速加工相比，加工效率提高了35％，在加工質(zhì)量上與高速加工