多軸空間輪廓誤差的建模與交叉耦合補償.pdf

1、高速高精度數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)發(fā)展的重要方向。在高速高精的加工中，空間輪廓誤差會因為進給速率的增加而增大，并且多軸之間的參數(shù)匹配不當會造成輪廓的變形，這些問題在傳統(tǒng)的伺服控制方法中沒有得到妥善的解決。本文深入分析了多軸加工過程中影響空間輪廓誤差的因素，在此基礎(chǔ)上提出了能夠有效減小空間輪廓誤差的交叉耦合補償方案，主要研究內(nèi)容如下：
　　 分析了數(shù)控進給伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，得到了單軸跟隨誤差與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并進一步分析了多

2、軸系統(tǒng)中影響空間輪廓誤差的因素。從分析結(jié)果可以看出，在多軸加工過程中，進給速率和多軸之間的耦合關(guān)系是影響空間輪廓誤差的因素，而進給速率在其中起著主導的作用。
　　 根據(jù)影響空間輪廓誤差的因素，建立了基于交叉耦合控制器的空間輪廓誤差模型，并對此模型進行了適當改進，簡化了模型的計算過程，并將其應(yīng)用到三平動軸的輪廓加工中。在帶有轉(zhuǎn)動軸的情況時，考慮到轉(zhuǎn)動軸的非線性耦合關(guān)系的限制，故僅僅計算了平動軸方向上的誤差分量。在空間輪廓誤差補償量

3、的分配方面，則是采用成比例的分配方法，這樣就可以充分利用已有的計算數(shù)據(jù)，有利于減小系統(tǒng)的計算量，并能有效控制補償?shù)木取?br>　　 論述了交叉耦合控制器的參數(shù)調(diào)整方案，該方案采用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制方法，此方法分為BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及單神經(jīng)元兩種方法。前者的調(diào)節(jié)精度高，但是算法復(fù)雜，實時性相對較差；后者則充分簡化參數(shù)的調(diào)整過程，實時性得到了很好的解決，但是其精度卻有所下降，不過較使用經(jīng)典PID控制器精度仍有所提高。