復(fù)雜參數(shù)曲線曲面加工控制與狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、在現(xiàn)代裝備制造業(yè)中，關(guān)鍵的核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，它決定著一個(gè)國家裝備制造業(yè)的水平，而數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一是插補(bǔ)，其中特別是插補(bǔ)算法中的曲線曲面插補(bǔ)的弦高誤差算法在其中扮演著核心技術(shù)的角色，本文就此理論和應(yīng)用問題進(jìn)行了研究。
　　 在零件數(shù)控精加工過程中，插補(bǔ)算法的弦高誤差與零件精加工表面粗糙度是成正比的。由于弦高誤差計(jì)算的復(fù)雜性，提出復(fù)雜參數(shù)曲線加工中的弦高誤差控制算法，它是利用插補(bǔ)點(diǎn)處弧長誤差、坐標(biāo)值及一階導(dǎo)數(shù)信息間接對弦高誤

2、差進(jìn)行控制。其中插補(bǔ)點(diǎn)處的弧長誤差由辛普生公式求出，插補(bǔ)點(diǎn)處的坐標(biāo)值及一階導(dǎo)數(shù)信息由插補(bǔ)算法得到，因而計(jì)算量的增加并不顯著。對算法的誤差情況進(jìn)行討論，并利用Nurbs曲線的仿真實(shí)例證實(shí)此算法單步插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)間不大于300μs的前提下，達(dá)到的弦高誤差加工精度為2.58783×10-6mm。
　　 弦高誤差是影響零件加工的表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。利用引入誤差補(bǔ)償值的參數(shù)曲面的高精度刀具軌跡規(guī)劃算法與本文的弦高誤差控制算法相結(jié)合能夠在滿足實(shí)

3、時(shí)性的前提下將弦高誤差控制在預(yù)定范圍內(nèi)，使零件加工達(dá)到預(yù)定精度，其本質(zhì)是通過實(shí)時(shí)改變零件加工的進(jìn)給速度來達(dá)到提高零件加工質(zhì)量。在弦高誤差的計(jì)算過程中，許多必要的計(jì)算數(shù)據(jù)(主要是曲面插補(bǔ)點(diǎn)處的坐標(biāo)值信息及一階導(dǎo)數(shù)信息)已在引入誤差補(bǔ)償值的參數(shù)曲面的高精度刀具軌跡規(guī)劃算法求出，不必重復(fù)計(jì)算，只須通過簡單的計(jì)算公式就可以計(jì)算出插補(bǔ)點(diǎn)間的弧長誤差并計(jì)算出弦高誤差，由于避免在直接求取弦高誤差時(shí)對二階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算，因而計(jì)算量增加不大。同時(shí)此算法適用于

4、在插補(bǔ)點(diǎn)處具有一階連續(xù)導(dǎo)數(shù)且有二階導(dǎo)數(shù)的各類參數(shù)曲線插補(bǔ)及弦高誤差控制，適應(yīng)性較廣。
　　 螺旋齒輪通常是采用專用螺旋錐齒輪數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行加工，但是由于采用專用設(shè)備價(jià)格昂貴，利用率低，顯然不適合加工單件、小批量生產(chǎn)螺旋錐齒輪?；谝陨显?，研究了采用通用五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行螺旋錐齒輪，開發(fā)了基于天津大學(xué)自主開放式數(shù)控系統(tǒng)TDNC-H8開通用五軸數(shù)控螺旋錐齒輪數(shù)控加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有在線切削仿真功能，該功能采用了“層片分割”算法，相比