冗余自由度下曲面高速進(jìn)給數(shù)控加工機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)研究.pdf

1、高效加工是機(jī)械加工的不斷追求，其中提高進(jìn)給速度是提高加工效率的有效手段。在曲面高速進(jìn)給加工條件下，由于曲面輪廓的復(fù)雜性，機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)加劇，引起機(jī)床軸振動(dòng)沖擊，直接影響加工質(zhì)量，甚至破壞機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
　　本文針對(duì)曲面高速進(jìn)給數(shù)控加工技術(shù)展開(kāi)研究，提出了一種基于冗余自由度加工的機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)改善方法，核心是在考慮各軸運(yùn)動(dòng)學(xué)特性及動(dòng)力學(xué)特性約束的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)冗余自由度機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)的調(diào)整，達(dá)到以下目標(biāo):在保證機(jī)床電機(jī)不超載的情況，提升進(jìn)

2、給速度;提高機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，避免機(jī)床的振動(dòng)沖擊，以提高工件加工的質(zhì)量。論文主要工作如下:
　　(1)冗余自由度下機(jī)床運(yùn)動(dòng)的合成分解。建立機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)變換模型以明確機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)與實(shí)際加工軌跡之間的關(guān)系;分析冗余自由度軸的增加如何影響其它軸的運(yùn)動(dòng)，作為調(diào)整機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)的依據(jù);計(jì)算冗余自由度下的非線性加工誤差。
　　(2)冗余自由度下機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性分析。根據(jù)原始的加工數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)床各軸在整個(gè)加工過(guò)程中實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，

3、包括進(jìn)給速度、加速度、加加速度;分析機(jī)床軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有特性，推導(dǎo)出機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)約束條件;結(jié)合以上運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性分析，檢驗(yàn)各軸運(yùn)動(dòng)是否合理，并確定首先超過(guò)運(yùn)動(dòng)約束條件的軸。
　　(3)冗余自由度下機(jī)床的運(yùn)動(dòng)調(diào)整。在機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性約束條件下對(duì)超限軸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)冗余自由度下機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)合成分解原理，求解除超限軸之外的另兩個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)位移，完成對(duì)機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)的調(diào)整，使得調(diào)整后的各軸運(yùn)動(dòng)均滿足機(jī)床要求