五軸數(shù)控機床進給速度優(yōu)化與插補算法的研究.pdf

1、五軸數(shù)控機床廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代裝備制造業(yè)的各個領(lǐng)域，如航空航天、軍事國防、模具制造等。為了滿足高速高精度的數(shù)控加工要求，五軸數(shù)控系統(tǒng)中刀路生成、進給速度規(guī)劃、路徑插補、后置處理、伺服控制以及機械裝配等方面的研究都是至關(guān)重要的。其中，針對進給速度規(guī)劃和插補算法的研究尤為重要。
　　本文首先分析了五軸機床的主要形式，推導(dǎo)出TRT型結(jié)構(gòu)的前向與逆向運動學模型。五軸數(shù)控機床系統(tǒng)中存在諸多問題，比如軌跡規(guī)劃存在非線性誤差、各個軸上運動學物理限制

2、呈現(xiàn)非線性、傳統(tǒng)的零起零落速度控制對連續(xù)軌跡加工來說效率太低，等等。為了解決這些問題，本文提出了一套適用于小線段連續(xù)軌跡加工的五軸數(shù)控機床進給速度優(yōu)化方法和插補算法。在進給速度優(yōu)化方面，根據(jù)機床的運動學模型，推導(dǎo)了工件坐標系下進給能力限制。針對小線段連續(xù)軌跡加工，基于線性加減速方法，導(dǎo)出了路徑點上進給速度的各種約束條件。綜合考慮這些約束條件，以進給速度最大為目標，提出了一種基于關(guān)鍵點的進給速度近似最優(yōu)求解方法。在軌跡插補方面，基于最小誤

3、差原理，本文提出了段間銜接的兩種過渡方式并建立了其誤差模型?；谠撜`差模型和進給要求，導(dǎo)出了段間銜接的過渡方法。綜合考慮段內(nèi)插補和段間銜接，本文最后給出了一種完備的小線段連續(xù)軌跡插補方法。通過仿真與測試，對所提出的各種算法的性能進行了相應(yīng)的分析。
　　最后，本文所有提出的算法都在 TRT型結(jié)構(gòu)的五軸機床上進行了驗證與應(yīng)用。實驗結(jié)果表明，這些算法能夠有效的改善加工運動性能、提高加工質(zhì)量與效率。由于算法的靈活性和高效性，可以很好的應(yīng)用