基于机床动态特性的高速插补关键技术研究
本文关键词:高速加工插补算法的动力学行为分析与评价,由笔耕文化传播整理发布。
《华中科技大学》 2007年
基于机床动态特性的高速插补关键技术研究
陈徐兵
【摘要】: 在高速加工过程中,机床的动态特性对加工效率、轮廓精度及加工件表面质量均有较大影响。因此,仅基于加工件几何形状的插补算法已经不能满足高速加工的需要。本文针对高速加工,建立了几何特征与机床动力学特性的相结合的高速插补算法,确定了面向不同加工目标的插补策略,建立了插补算法性能测试平台,对插补算法进行验证。主要研究内容如下: 本文对伺服电机驱动特性进行了分析,根据机床的负载功率和动态特性建立了机床动力学约束,并结合加工件的几何约束条件建立了基于机床动力学特性的前瞻控制插补算法的混合约束。对预估速度采用混合约束条件进行分析,实现了连续小直线段及NURBS插补算法的前瞻控制模块及预插补模块。根据连续小直线段插补算法及NURBS插补算法的特点,对影响高速加工的指令加速度、插补周期、插补精度等指令参数进行分析,确定了在不同加工目的下的插补策略。 针对连续小直线段插补算法及NURBS插补算法,对现有的插补算法性能评价平台进行拓展,给出了插补算法轮廓精度,加工效率,动力特性及加工过程中的频谱特性等指标。通过此平台可以实现多种目标测试,对多种插补算法进行测试,以验证所开发的插补算法的正确性。同时,也可以根据加工曲线特征及对零件的加工要求,通过输入不同的指令参数,对加工结果进行对比分析,得出最优解,以减少试切费用,节约加工时间。 为了对所开发的插补算法进行验证,建立了插补算法性能测试平台。该平台基于CAN总线结构,采用Linux实时内核,可实现最低2ms的插补周期,保证了采样的精确性。在此平台上嵌入了上述两种插补算法,并针对不同的加工指令参数对其进行测试,验证了插补策略的可行性。同时,将测试结果与插补算法性能评价平台仿真结果进行对比,结果表明两者的相关度相当高,从而也证明了运用插补算法性能评价平台的对所开发的插补算法进行测试的可实施性。
【关键词】:
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG659
【目录】:
下载全文 更多同类文献
CAJ全文下载
(如何获取全文? 欢迎:购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)
CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴继春;曲面数控加工编程轨迹的NURBS拟合及插补算法研究[D];华中科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 J.H.绍克;高速切削在模具加工中的应用及发展趋势[J];航空制造技术;2000年03期
2 钟庆,李季,黄树槐;快速成型中的微线段连续高速高精度插补[J];华中理工大学学报;2000年03期
3 彭芳瑜,何莹,罗忠诚,李斌;NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年07期
4 张耀满,蔡光起,邹莹,陈丽文;高加速度数控机床关键技术问题研究[J];机床与液压;2004年09期
5 王振华,朱国力;基于CAN总线的开放式网络数控系统研究[J];机电工程;2000年03期
6 彭芳瑜;李黎;陈徐兵;李斌;;连续小直线段高速高精插补中的动力学约束条件[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年12期
7 刘明灯 ,陆启建;高速加工数控系统在实际加工中的应用[J];机电新产品导报;2003年Z1期
8 李兵,王知行,李建生;基于凯恩方程的新型并联机床动力学研究[J];机械科学与技术;1999年01期
9 陈金成,徐志明,钟廷修,蒋厚宗;机床沿曲线高速加工时的运动学与动力学特性分析[J];机械工程学报;2002年01期
10 刘亚东,李从心,阮雪榆;高速切削CNC系统的研究[J];模具技术;2002年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李黎;基于机床动力学特性的连续小直线段高速插补算法[D];华中科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏义永;;例析Matlab软件融入光学教学课堂[J];合肥师范学院学报;2011年03期
2 姜香梅;;淬硬模具钢的高速铣削加工[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年01期
3 徐辉;;模糊模式识别在最佳井位确定中的应用研究[J];安徽农业科学;2008年31期
4 姚天曙;丁为民;;黄瓜弯曲振动时的固有频率和变形特性[J];安徽农业大学学报;2006年02期
5 胡远东;;基于MATLAB数字滤波器的设计[J];安徽科技学院学报;2009年05期
6 刘素华,袁世先;电主轴关键技术及工艺要点[J];安阳师范学院学报;2003年05期
7 房伟;;用广州数控980TD系统对C6140车床进行数控改造[J];安阳工学院学报;2010年02期
8 张永振,徐晓峰,贺润桐,沈百令;石墨形态对铸铁性能影响规律的研究[J];兵器材料科学与工程;1992年10期
9 许栩达;姜锋;蒋春丽;仝永刚;杨祖勇;王烈贤;;SiC_p/ZL109复合材料摩擦磨损性能研究[J];兵器材料科学与工程;2008年05期
10 郭珉;王荣;朱秀荣;;镁合金的高速切削加工研究[J];兵器材料科学与工程;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何庆;桂贵生;仓公林;;HSM机床选配性分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 张冲;汪方宝;;高效数控加工技术应用研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 裴琨;;机动车尾气污染与新能源汽车[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 许凌云;;高速切削加工技术及应用[A];“绿色制造 质量管理”——海南省机械工程学会、海南省机械工业质量管理协会2011年会论文集[C];2011年
5 薛玉春;萩原一郎;张义民;;混合动力电动汽车的振动建模与仿真研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 田艳兵;王晓昕;;基于PSO算法的气动人工肌肉关节PID参数自整定[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 代小林;丛大成;韩俊伟;李洪人;;基于凯恩方程的并联运动平台多刚体动力学建模[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
8 李荣强;孔德坊;;岩体结构面起伏特性的力学效应研究[A];全国第三次工程地质大会论文选集(上卷)[C];1988年
9 肖军民;;3Cr2Mo模具钢高速铣削力数学模型的研究[A];首届珠中江科协论坛论文集[C];2011年
10 徐锋;朱建军;臧小俊;吴欣;左敦稳;;雷达关键零件铣削参数优化及其数据库建设的关键技术[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
3 张鼎;磁浮电源与悬浮控制系统的耦合作用研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 闫光亚;永磁直线同步电机自抗扰控制系统及实验研究[D];华中科技大学;2011年
5 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
6 魏敏先;严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变[D];江苏大学;2011年
7 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
8 乔阳;高效切削粉末冶金高温合金的加工性研究[D];山东大学;2011年
9 李月恩;模具钢高速球头铣削加工表面质量的研究[D];山东大学;2011年
10 曹清园;基于铣削力建模的复杂曲面加工误差补偿研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柯烈强;航空框类结构件铣削加工残余应力抑制策略研究[D];安徽工程大学;2010年
2 刘希花;曳引电梯机械振动系统的固有特性与动力学响应[D];山东科技大学;2010年
3 田海燕;静电除尘器阳极振打系统的非线性分析[D];郑州大学;2010年
4 黎群霞;一种镁锂合金的热变形研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 余森楠;参数曲线曲面的曲率自适应实时插补技术研究[D];大连理工大学;2010年
6 胡培;切削过程中工件材料绝热剪切敏感性研究[D];大连理工大学;2010年
7 赵强;高速卧式加工中心整机及关键部件动、静态特性研究[D];大连理工大学;2010年
8 黎险峰;淬硬模具钢高速切削的试验研究[D];大连理工大学;2010年
9 庄益诗;纯电动车电池组管理系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 肖晗;基于MATLAB的地下水环境质量评价[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶伟;王小椿;;数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”[J];北京交通大学学报;2010年01期
2 章永年;赵东标;刘凯;陈盛;;一种实时前瞻的微线段直接插补算法[J];东南大学学报(自然科学版);2010年04期
3 姬俊锋;周来水;安鲁陵;张臣;;考虑非线性误差补偿的五坐标数控加工走刀步长改进算法[J];重庆大学学报;2010年04期
4 陈动人 ,王国瑾;基于非线性规划解的双圆柱螺线样条的局部构造[J];工程图学学报;2000年03期
5 陈绪兵;熊蔡华;熊有伦;;S曲线加减速模式下的加工轨迹效率评价[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年02期
6 刘源;王永章;富宏亚;梁全;;用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略[J];计算机集成制造系统;2009年04期
7 康文利;周学辉;;铝合金薄壁零件高速加工关键技术的研究[J];机械设计与制造;2010年01期
8 徐伟;刘朝明;;数控系统发展趋势的研究[J];制造业自动化;2009年09期
9 沈纪桂;数控加工圆弧拟合的优化方法[J];机械工程学报;1997年06期
10 许良元,桂贵生,彭丹丹;高速加工中加减速控制的研究[J];中国制造业信息化;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 田锡天;五次样条在数控加工中的全过程应用技术[D];西北工业大学;2003年
2 季国顺;皮革数控高速裁剪运动控制技术研究[D];浙江大学;2007年
3 俞武嘉;基于STEP-NC的五轴加工刀具路径规划方法研究[D];浙江大学;2007年
4 丁国龙;基于圆柱螺旋样条的刀具轨迹模型研究[D];华中科技大学;2008年
5 张小明;五轴数控铣削加工几何—动力学建模与工艺参数优化[D];上海交通大学;2009年
6 孙海洋;NURBS曲线刀具路径实时插补技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张振华;数控系统加减速算法及定位技术研究[D];大连理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵军,艾兴,刘大志,王景海;模具高速加工技术与策略[J];工具技术;2002年12期
2 周正干,王美清,李和平,邬学礼,崔在成;高速加工的核心技术和方法[J];航空制造技术;2000年03期
3 J.H.绍克;高速切削在模具加工中的应用及发展趋势[J];航空制造技术;2000年03期
4 杨齐成,韩世强;用于32位高性能数控车床系统的插补算法[J];华中理工大学学报;1993年02期
5 邓勇,龚时华,朱国力,李鹤九;用B样条曲线优化逼近矢量汉字[J];华中理工大学学报;1997年12期
6 钟庆,李季,黄树槐;快速成型中的微线段连续高速高精度插补[J];华中理工大学学报;2000年03期
7 彭芳瑜,何莹,罗忠诚,李斌;NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年07期
8 周艳红,周云飞,周济;自由曲面CNC高速高精加工[J];华中理工大学学报;1996年12期
9 徐海银,陈幼平,周祖德;CNC 系统中空间抛物线的五坐标迭代插补法[J];华中理工大学学报;1998年04期
10 钟启茂;高速数控加工技术及应用[J];机电产品开发与创新;2005年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 何莹;高速加工插补算法的动力学行为分析与评价[D];华中科技大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 芮小健,钟秉林,颜景平;机床加工精度的自动控制系统研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);1993年04期
2 赖天琴;;计算机数控技术的应用及发展[J];杭氧科技;1996年04期
3 费续东;;基于CAN总线控制系统的机床加工研究[J];机械工程与自动化;2010年02期
4 袁海霞;;机床数控化改造研究[J];湖南农机;2010年01期
5 聂书志;叶邦彦;;基于DNA遗传算法求解机床加工调度问题[J];工具技术;2010年05期
6 王翔;;机械加工机床排序系统[J];微计算机应用;1986年02期
7 王增春;于国英;张鹏;;机床的数控化改造[J];煤炭技术;2011年06期
8 任均平;电火花线切割机床加工半导体[J];半导体情报;1999年06期
9 杨生林;;一种新型四轴四联动机床在叶片加工中的应用[J];航空制造技术;2006年03期
10 Derek Kom;;双工作台机床使主轴实现高效率[J];现代制造;2008年28期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任宝钢;范世平;罗和平;;基于Vericut的五轴双转台机床仿真技术[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
2 杜军;;提高机床加工精度的补偿方法解析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
3 于文戈;;数控线切割机床加工超控轨迹近似切割及误差分析[A];第五届全国电加工学术年会论文集(线切割加工篇)[C];1986年
4 李初晔;张媛;王卫朝;杨洁;石敏;;CINCINNATI V5-3000机床的故障特征分析与研究[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
5 娄晔;华元涛;;逐次比较法在线切割机床加工中引起的误差及其补偿措施[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年
6 苏波;;如何让快走丝线切割机床加工出高精度的齿形零件[A];陕西省机械工程学会电加工分会第七届学术年会论文集[C];2000年
7 秦忠;;绿色设计在多工位机床上的应用[A];2011装备制造业绿色创造 节能减排发展论坛论文集[C];2011年
8 秦忠;;绿色设计在多工位机床上的应用[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
9 郭钟宁;刘志东;;快走丝线切割机床动态特性研究[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年
10 冯月亮;刘政权;童调生;;柔性制造系统的排序优化分析[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨红英;[N];中国工业报;2010年
2 郭炳华 阎秀真;[N];河北科技报;2006年
3 本报记者 邓文龙;[N];中国工业报;2010年
4 本报记者 陈栋栋;[N];中国工业报;2011年
5 本报记者 金晓玲;[N];辽宁日报;2010年
6 刘晓辰;[N];经济日报;2007年
7 记者 王光睿;[N];中国船舶报;2008年
8 本报记者 侯玉;[N];国际商报;2008年
9 本报记者 高荆萍;[N];中国工业报;2010年
10 本报记者 傅淞岩 见习记者 王也可;[N];沈阳日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨志鹏;螺杆精加工机床构型与误差分析研究[D];东北石油大学;2013年
2 侯国安;流体静压支承对超精密金刚石车床动态特性影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 任凡;机械加工车间环境影响分析及粉尘特性研究[D];重庆大学;2010年
4 贺晓辉;现代作业车间设备运行状态信息的系统特性及采集方法研究[D];重庆大学;2012年
5 陈东菊;大型立式超精密机床系统误差分析与辨识技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 陈东菊;大型立式超精密机床系统误差分析与辨识技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 王立成;复杂曲面原位检测方法与实验研究[D];华中科技大学;2012年
8 江浩;铣削加工振动主动控制[D];上海交通大学;2009年
9 刘剑英;铝合金弹性熨压加工表面组织性能及工艺可靠性研究[D];吉林大学;2011年
10 尹玲;机床热误差鲁棒补偿技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方腾飞;基于负荷电流分析的多机床运行状态识别研究[D];宁波大学;2012年
2 陈宇;机床加工能耗及碳排放量定量分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 翟少剑;机床整机温度场建模及其动态特性分析[D];北京工业大学;2011年
4 陈万群;微小型机床的结构参数优化及动态特性分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 郑鹏;机床加工过程振动特性及对加工表面质量影响的研究[D];华中科技大学;2012年
6 李帅涛;基于新一代智能数控系统的机床资源信息建模及应用研究[D];沈阳理工大学;2013年
7 张作杰;叶片双面抛磨机床控制系统研究[D];吉林大学;2012年
8 李庄;五轴机床运动学通用建模理论研究及应用[D];西南交通大学;2013年
9 张丽;四轴数控铲磨机床动、热特性研究[D];燕山大学;2010年
10 白熹;机床动态参数分析与建模方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
本文关键词:高速加工插补算法的动力学行为分析与评价,由笔耕文化传播整理发布。
,本文编号:248778
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/248778.html