多軸伺服進給系統(tǒng)的輪廓誤差估計與控制研究.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)加工過程中如何得到一個準(zhǔn)確的輪廓誤差值尤為重要。如今對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題。本文從輪廓誤差估計方法以及輪廓控制方法的角度開展研究，以提高工業(yè)生產(chǎn)中工件的加工精度與加工效率。
　　現(xiàn)有的輪廓誤差估計方法種類繁多，但是對于各個估計方法的適用范圍并沒有相對明確的說明。本文對現(xiàn)有的輪廓誤差估計方法進行分析對比研究，通過仿真對比出各方法的優(yōu)缺點，分析其

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

3、廓誤差控制器的輸入信息不再是跟蹤誤差，而是當(dāng)前時刻的實際點的位置信息，避免了跟蹤誤差引起的輪廓誤差估計不準(zhǔn)導(dǎo)致的加工效果變差。同時改進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)計了基于輪廓誤差的速度規(guī)劃，這種方法主要是通過輪廓誤差計算值實時對加工速度進行規(guī)劃。通過對Bang-bang控制以及歸一化控制兩種方法的分析，最終對歸一化方法進行實驗驗證。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