超精密車床數控插補算法及誤差補償技術研究.pdf

1、光學非球面已經可廣泛用于各個領域,本文針對用于加工非球面的單點金剛石數控車床進行了研究。在本文中主要討論了如何加工非球面的問題以及怎樣對機床的誤差進行補償。
　　在本文中,首先介紹了機床的硬件,這部分內容主要是介紹了機床的機械結構和電氣結構。對于機床的機械結構,本系統(tǒng)最大的特點是采用了大理石作為機床制造材料、采用了氣浮導軌以及電主軸。這種設計方式使得機床床身能夠保持非常的剛度,精度得到有效保證,由于氣浮導軌的使用,使得機床以極低的

2、速度進給成為可能,而電主軸的使用則提高了機床主軸轉速。本系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制方式,即采用光柵尺作為機床導軌的位置信號將其反饋回數控系統(tǒng),作為位置換的反饋信號。
　　對于非球面的加工,采用怎樣的方法來獲得非球面的加工控制代碼是一個很重要的問題。結合已有數控系統(tǒng)的特性,本文采用雙圓弧插補算法了生成非球面加工的代碼,即同時采用兩兩相切的圓弧段來逼近非圓曲線。這種算法與簡單的使用圓弧或者直線段來逼近非圓曲線相比,提高了非球面的光滑度、大大減

3、少了加工程序代碼數量,減小了存儲空間和傳輸時間。為了更直觀的顯示這一特點,本文還同時采用了直線段逼近方式,從結果可以看到,直線逼近得到的程序量要遠遠大于雙圓弧逼近的得到的程序量。
　　針對機床產生的誤差,如何減少這些誤差帶來的影響也是本文研究的主要問題。誤差補償的方式有很多種,例如可以分為硬件誤差補償、軟件誤差補償。本文采用了軟件誤差補償的方式,且是離線誤差補償。本課題實現了機床誤差標定,建立誤差模型,并最終通過修正數控指令來達到