五轴数控加工非线性误差控制策略及影响因素的研究.pdf

5与は I Toctmnokogy and Test
五轴数控加工非线性误差控制策略及影昫因素的研究
崔小版魏建峰魏红港杨程
①天水星火机床有限责任公司,甘肃天水741024;
②酒泉钢铁(集团)有限责任公司,甘肃嘉峪关735100;
③东北大学,辽宁沈阳110045;④西安理工大学,陕西西安710048
摘要;五轴联动数控加工时,数控系统的线性插补和旋转运动的非线性导致了非线性误差的产生,针对这
一问题,建立了非线性误差分布模型,采用工程试验验证出最大非线性误差的产生位置并提出了自
适应线性法控制非线性误差的控制策略,通过对比分析证明该策陪有效。最后通过仿真分析和加工
试验提出了非线性误差的影响因素,对实践有一定的指导意义。
关键词;五轴联动数控加工非线性误差刀位数据自适应线性法
中图分类号:TG502文献标识码:A
Research on control strategy of nonlinear errors and
influencing factors in five-axis NC machining
CUI Xiaoshun, WEI Jianfeng, WEI Honggang, YANG Cheng o
(Spark Machine Tool Co, Ltd Tianshui 741024, CHN
2J quan Iron & Steel (Group)Co.,Ltd. Jiayuguan 735100, CHN
(Northeastern University, Shenyang 110004, CHN
axian University of Technology, Xi'an 710048, CHN)
Abstract: The inconsis eny etween he linear inerpolation of N s stem and the nonlinear of the rotation lead to
the emergence of nonlinear errors in 5-axis NC machining. For this problem, the article built a nonlin
ear error dis ion moel and using ngin eng es efies a e position of maximum non-linear
errors and proposes the adaptive linearization control strategy of maximum nonlinear errors. The article
proved that the control strategy was effective by comparing and analyzing. Finally, the article proposed
some influencing factors of non-linear errors by simulation and machining tests. There is some guidance
to the practice
Keywords: Five-axis NC Machining; Nonlinear Error; Cutter Incation; Adaptive Linearization
后置处理技术是数控加工编程理论中关键技术之来实现加工曲面的近似包络成型。但是在多轴加工时
它是连接CAD/CAM系统与机械制造的纽带,后置由于旋转运动的影响,机床各轴线性插补合成运动会
处理直接影响到自动编程软件的使用效果和工件的加使实际刀位偏离编程直线。这样在加工曲面的过程
工质量以及机床的可靠运行。现代集成化的CAD/中,刀具切触点的轨迹并不是预先离散的直线段,而是
CAM系统能实现从设计到制造过程的高质、高效化。连接此直线段的一段三维曲线,这条曲线与两切触点
但是现在企业普遍采用的CAD/CAM系统的后置处理之间的直线段之间的偏差就是非线性误差い
软件尚没有通过合适的算法对五轴数控机床的加工产
生的非线性误差进行控制,这必然会对五轴数控机床1非线性误差建模
的加工精度产生影响
五轴联动加工时刀具中心点和刀轴方向都是不断
目前的CNC在控制多轴联动时一般只具有线性变化的,加工过程中由于旋转运动所造成的非线性运
插补功能,非线性连续轨迹只能以一系列微小线性段动和数控系统线性插补方式之间的不?致性,导致了
来离散逼近,再由数控机床各运动轴做五轴线性插补五轴联动数控加工非线性误差的产生。非线性误差描
S∴
2013年第11期