高速加工插补算法的动力学行为分析与评价

发布时间：2017-04-15 01:01

  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。

【摘要】：高速高精加工的发展对插补技术提出了新的要求。仅基于加工零件几何形状的插补算法已不能满足高速切削加工的需要,因为其没有考虑机床在高速加工条件下的静、动态性给插补造成的影响。本文深入分析了高速加工插补算法的动力学行为,对影响插补结果的动力学因素进行了评价,在此基础上提出了适用于高速加工条件的曲线直接插补算法,主要研究内容如下: 分析了要插补加工对象的几何特性与插补之间的关系,主要是插补曲线曲率与插补精度、插补加速度之间的关系。从分析中发现,在插补算法中加入对曲线曲率的考虑,可以减小插补的弓高误差。 建立了机床进给系统的动力学模型,并分析了其中各动力学参数与插补之间的关系。找出对插补结果影响较大的几项参数,确定了用于进行插补速度及加速度规划的机床动力学校验不等式。经实例证明,加入机床动力学校验后的曲线插补算法,速度变化规律可以更符合机床的动力学性能。 深入研究了前瞻控制技术在插补算法中的作用,在传统直线插补前瞻控制技术的基础上,作了较大改进,提出了适用于曲线插补的前瞻控制技术。基于对以上各种插补算法中各动力学因素的分析评价,提出了基于曲线与机床动力学特性的前瞻控制曲线插补算法。 开发了插补算法性能评估软件。使用者可通过人机交互方式,选择插补控制方式和设定相关的控制参数,并确定加工机床的相关动力学参数。该评价体系软件具有模拟插补器,可进行插补仿真,并对在不同机床及不同加工条件情况下,采用不同插补算法所得的插补结果进行分析比较。
【关键词】：插补算法 几何特性 机床动力学特性 前瞻控制 评价软件
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG506.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 本文研究背景7-8
• 1.2 高速插补中的关键技术8-10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.4 本文研究的主要内容12-13
• 2 曲线几何特性分析及其对插补的影响13-22
• 2.1 曲线的几何特征13-14
• 2.2 曲线曲率与插补精度及进给加速度之间关系14-16
• 2.3 NURBS 参数曲线的曲率计算16-18
• 2.4 基于曲线几何特性的曲线插补算法——速度误差法18-21
• 2.5 小结21-22
• 3 高速加工下的机床动力学行为分析与评价22-34
• 3.1 机床动力学建模及约束方程建立22-27
• 3.2 机床动力学特性与插补的关系27-31
• 3.3 基于机床动力学特性的参数曲线插补算法31-33
• 3.4 小结33-34
• 4 面向高速加工的前瞻控制曲线插补算法34-45
• 4.1 曲线插补算法分析34-36
• 4.2 曲线插补算法中的前瞻控制技术36-41
• 4.3 基于曲线与机床动力学特性的前瞻控制曲线插补算法41-44
• 4.4 小结44-45
• 5 插补算法评价软件的设计及实现45-59
• 5.1 插补算法评价体系指标的设立45-47
• 5.2 插补算法评价软件设计及实现47-50
• 5.3 常用曲线插补算法简介50-52
• 5.4 仿真分析52-58
• 5.5 小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 赵彤;吕强;张辉;杨开明;;三次均匀B样条曲线高速实时插补研究[J];计算机集成制造系统;2008年09期

2 李丹;;高速加工程序段间转接速度算法的研究[J];制造业自动化;2011年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 王建明;数控机床伺服特性对机床精度的影响研究[D];西南交通大学;2011年

2 黄柏权;基于性能退化模型的数控机床滚珠丝杠副寿命预测研究[D];西南交通大学;2011年

3 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

4 徐绍华;空间相贯曲线自动焊接中的轨迹控制[D];山东大学;2008年

5 闫波;目标运动模拟系统设计[D];北京交通大学;2009年

6 方称生;基于实时以太网的开放式数控系统关键技术研究[D];广东工业大学;2012年

7 魏力;微细电火花铣削加工插补技术与轨迹规划研究[D];大连理工大学;2012年

8 王浩;多线程实时轨迹控制的研究与设计[D];武汉工程大学;2012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：307217