變胞切割機的運動誤差補償策略研究及試驗驗證.pdf

1、在艦船的制造過程中，復雜曲面上開大直徑相貫孔一直是一個關鍵技術，同時也是制約我國艦船現代化建設的一個重要因素。傳統(tǒng)的人工放樣、手動切割、后期打磨的加工工序，不僅加工過程繁瑣，且加工精度低，已不能滿足現代艦船的制造要求。為此，如何能很好的解決這一問題，對于提高我國艦船制造質量、縮短和世界先進水平之間的差距具有重要的意義。
　　本文在大量研究國內外相關的先進加工技術之后，結合具體的設計要求，提出了一種基于變胞原理的五自由度火焰切割機方

2、案，并對切割機各部分的機械結構、傳動形式和系統(tǒng)的整體控制方案進行了設計，解決了在復雜曲面上開大直徑相貫孔的變姿態(tài)、變軌跡問題。同時對切割機運動過程中多自由度的協(xié)同運動問題，在分析了各個自由度負載情況和綜合考慮了不同同步控制技術特點后，采用了主從同步控制技術，達到了切割機各種工況下自由度間同步控制的目的。并以切割機末端閉環(huán)執(zhí)行機構為分析對象，進行了同步控制誤差的對比分析，驗證了主從同步控制在提高同步精度方面的有效性。
　　在變胞切割

3、機結構和控制系統(tǒng)的基礎上，針對加工過程中的數學問題，進行了切割軌跡、切割厚度和自由度間協(xié)同運動規(guī)律的數學分析，及切割機變胞結構主動件間運動規(guī)律的推導。同時為了方便誤差建模，對切割機加工時的五種不同狀態(tài)進行了構態(tài)分析，綜合為三種基本構型，直口切割構型、坡口切割構型和姿態(tài)變換構型。并以這三種構型為基礎，進行了切割機運動誤差源的分析，在考慮主要的結構誤差和傳動鏈誤差，熱誤差和柔性變形誤差的前提下，運用旋量理論，完成了三種構型下切割機運動誤差的

4、建模。并運用Matlab完成了對直口、下坡口和上坡口誤差的仿真分析，得到了切割機運動誤差的理論值。
　　以變胞切割機的運動誤差模型為基礎，針對最小二乘法存在的變量間的多重相關性和樣本容量小等問題，采用偏最小二乘法原理及誤差的前饋補償方式，實現了運動誤差的補償。在簡單的介紹偏最小二乘法之后，進行了切割機末端點位姿誤差模型的推導，得到了基于偏最小二乘法的誤差補償流程圖，并完成了誤差補償算法的設計。最后以下坡口切割為例，用Matlab進