数控加工中几何轨迹的轮廓误差补偿算法设计

发布时间：2021-01-03 09:17

　　现今,数控加工工厂大多进行着电子产品的单件大规模重复性加工,而如何高速高精度的加工已经成为运动控制领域的主要研究方向。为了获得更好的轮廓精度,数控加工工厂大多采用离线补偿方式进行加工调整,这种方式需要依赖人工操作经验进行反复的调整,造成加工效率明显下降。因此,本论文设计了一种几何轨迹的轮廓误差补偿算法,通过采集和处理加工信息并在轨迹规划层面进行输入信息的改进,实现易于实际加工操作的数控系统自动轮廓误差自补偿方法。本论文结合实际数控加工设计了一套完整的轮廓误差自补偿方案。深入探究了产生轮廓误差的关键因素,即延迟滞后现象和多个驱动轴不匹配情况。针对大批量工件重复加工的需求,分析了加工轨迹运行后的机床重复特性,提出了判定重复特性的相关指标和重复特性的不同程度。结合轮廓误差的产生原因和机床重复特性,本论文将针对几何轨迹进行轮廓误差补偿,从而将关注点从跟随误差中的时间位置关系转移到轮廓误差中的轨迹之间的位置关系。结合基于测量的离线补偿模式提出了几何轨迹的离线轮廓误差补偿算法,利用机床自带的直线光栅等测量元件完成工件轮廓精度的准确测量,并提出了分区模块,滤波模块和采点与三次样条拟合模块以对误差数据... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 重复控制和无误差跟踪研究
        1.2.2 轮廓误差补偿方面
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 数控系统分析
    2.1 数控加工过程
        2.1.1 数控加工过程分析
        2.1.2 轮廓误差计算模型
    2.2 轨迹运行轮廓重复特性判定
        2.2.1 重复特性指标判定
        2.2.2 重复特性程度判定
    2.3 伺服系统模型分析
        2.3.1 数学模型
        2.3.2 非线性因素分析
        2.3.3 延迟滞后现象
        2.3.4 仿真模型
    2.4 仿真实验
    2.5 本章小结
第3章 几何轨迹的轮廓误差补偿算法
    3.1 基于测量的离线轮廓误差补偿方式
    3.2 密集型数据采集方式
    3.3 几何轨迹的轮廓误差补偿算法设计
        3.3.1 几何轨迹的轮廓误差补偿算法设计
        3.3.2 分区模块设计
        3.3.3 滤波模块设计
        3.3.4 三次样条拟合模块设计
    3.4 本章小结
第4章 几何轨迹的轮廓误差补偿实验
    4.1 实验平台介绍与数据采集准备
    4.2 重复性误差实验
    4.3 轮廓误差补偿实验
        4.3.1 补偿数据处理
        4.3.2 补偿结果
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]多轴运动系统非线性轮廓重复跟踪的主从交叉耦合迭代学习控制[J]. 凌杰,明敏,冯朝,肖晓晖.  自动化学报. 2017(12)
[2]基于模型预测误差延迟动态矩阵控制算法[J]. 刘涛,黄景涛,张向阳,郭喜风.  计算机仿真. 2015(08)
[3]基于混合误差迭代学习控制的XY平台轮廓控制[J]. 王丽梅,郭宜兴.  制造业自动化. 2013(23)
[4]基于Stribeck摩擦模型的系统模糊滑模控制[J]. 王洪剑,蒋帆.  四川兵工学报. 2013(07)
[5]模糊PID控制在伺服系统中的应用[J]. 罗进生,袁喜林,赵凯,耿玉婷,齐锐.  机械设计与制造. 2013(05)

博士论文
[1]高精度数控凸轮磨削的速度优化与轮廓误差补偿[D]. 王静.吉林大学 2017
[2]高速数控加工的前瞻控制理论及关键技术研究[D]. 任锟.浙江大学 2008
[3]影响数控凸轮轴磨削加工精度若干因素的研究[D]. 李勇.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]丝杠导轨系统虚拟仿真的研究[D]. 郭慧杰.哈尔滨工业大学 2016
[2]三轴数控系统的轮廓误差补偿方法研究与实现[D]. 周延松.浙江工业大学 2013
[3]数控机床运动误差分步辨识法理论与实验研究[D]. 张舒洁.上海交通大学 2010



本文编号：2954725