CNC加工中心動態(tài)特性與s形試件輪廓差映射關(guān)系
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：現(xiàn)代CNC加工中心正在向高精度,，高速化方向不斷發(fā)展,，對其性能,、精度及效率等方面的要求也隨之不斷提高,。CNC加工中心的精度表現(xiàn)與加工中心設(shè)計,、制造裝配,、伺服驅(qū)動,、CNC系統(tǒng),、材料等都密切相關(guān),。而在CNC加工中心的加工過程中,，相比幾何精度、熱變形等造成的誤差,，加工中心動態(tài)性能對加工中心加工精度的影響較為突出,，占據(jù)加工中心全部加工誤差的主要部分[1],。檢測加工中心動態(tài)性能的方法通常有兩種：①通過儀器檢測，主要包括球桿儀,、激光干涉儀,、圓光柵等[2]，可以有效測量單軸的定位誤差,、反向間隙及加工中心各運動軸運動平面圓度誤差等,。張云[3]設(shè)計了一種五坐標動態(tài)精度檢測工具，該工具能夠結(jié)合RTCP功能準確地對加工中心進行動態(tài)精度檢驗,，并能有效避免由于各種原因引起的檢測誤差,。②通過加工典型標準試件來檢測，目前有美國航天工業(yè)協(xié)會提出的NAS979圓錐臺試件,、國際標準化組織提出的ISO檢測試件等,。范世平等[4]提出了通過NAS979圓錐臺試件對AC雙擺頭型五軸CNC加工中心加工精度的檢測方法。Ohta等[5]分析了五軸CNC加工中心動態(tài)特性變化對四角錐臺輪廓誤差的影響,。中航工業(yè)成都飛機工業(yè)（集團）有限公司針對加工中心性能檢測,，制造了一種S形檢測試件W。S形試件是通過在上下兩個等距離平面經(jīng)過給定的5()個標準點分別構(gòu)建一條s形三階樣條曲線,，通過上下兩條樣條曲線構(gòu)造直紋面,，將直紋面拉厚，再加上矩形基座構(gòu)成的,。杜麗等[7]研究了 s形試件在幾何造型方面的特性,證明了 s形試件的加工能夠體現(xiàn)加工中心多軸聯(lián)動精度及加工中心的動態(tài)剛度性能,。王偉等[8]通過仿真和實驗討論了加工中心一些重要參數(shù)對于s形試件加工誤差的影響，并給出了加工精度的預(yù)測和分析方法,。彭志軍等1X1提出了一種基于3形試件檢測量結(jié)果及RTCP精度檢驗的用于加工中心動態(tài)精度快速檢測與優(yōu)化的方法,，并在多臺加工中心上展開應(yīng)用。S形試件具有薄壁,，剛性差,，幾何特征上又擁有連續(xù)變化的開閉角、扭曲角及平面曲率等特點,，其加工精度能夠反映加工中心的加工性能,，考驗加工中心的加工能力。但目前關(guān)于S形試件加工精度與加工中心動態(tài)性能之間的映射關(guān)系的研究未見報道,，不能通過S形試件的加工誤差對加工中心的動態(tài)性能作出定性和定量的分析,，對加工中心誤差的溯源和辨識缺乏映射關(guān)系的指導(dǎo)。由于S形試件具有對稱性,，故本文主要針對選取S形試件的A面進行輪廓誤差與機床動態(tài)特性之間映射關(guān)系的分析和研究,。1仿真模型的建立1.1運動軸進給系統(tǒng)建模CNC加工中心進給系統(tǒng)的仿真建模已經(jīng)十分成熟，文獻[10-11]分別通過對平動軸與旋轉(zhuǎn)軸伺服結(jié)構(gòu)與機械結(jié)構(gòu)的簡化,，基于PID控制原理將進給系統(tǒng)通過傳遞函數(shù)的方式進行建模分析,。CNC加工中心的進給控制系統(tǒng)一般采用三環(huán)控制,，即電流控制環(huán)、速度控制環(huán)與位置控制環(huán),。由于電流環(huán)的響應(yīng)非?？欤⑶以诩庸ぶ行闹薪?jīng)過初始設(shè)定后一般不再改變,，所以本文將一般的三環(huán)結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)簡化為位置環(huán),、速度環(huán)兩環(huán)控制的進給伺服系統(tǒng)，并參照文獻[10-11 ]建立了進給系統(tǒng)的模型,。如圖1所示,。平動軸與旋轉(zhuǎn)軸的進給系統(tǒng)輸人分別是位移與旋轉(zhuǎn)角度，其進給系統(tǒng)性能決定了加工中心的工作性能和加工精度,，所以為保證進給系統(tǒng)的輸出能滿足要求，進給系統(tǒng)應(yīng)具有定位精度高以及速度調(diào)節(jié)快的性能,。本文分別給出了平動軸與旋轉(zhuǎn)軸的進給系統(tǒng)數(shù)學模型（圖2,、圖3)，并給出了主要的仿真參數(shù)(表1),。海天精工 備注：為保證文章的完整度,，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,，手機瀏覽可能無法正常使用,！結(jié)束語：(1 >位置環(huán)增益的大小改變、速度環(huán)的響應(yīng)變慢以及加速度限制值的降低,，對于S形試件的輪廓誤差無論從大小的影響程度還是表現(xiàn)區(qū)域來看都是有區(qū)別的,。S形試件作為一種檢測試件，其加工精度就是作為檢驗加工中心性能的一種判斷依據(jù),，而通過仿真分析的結(jié)果,，我們獲取了加工中心動態(tài)性能與S形試件輪廓誤差之間的映射關(guān)系，證明了 S形試件能夠很好地反映加工中心的動態(tài)性能,，考察加工中心的性能參數(shù),。(2)S形試件輪廓誤差與加工中心動態(tài)特性的映射關(guān)系的分析，為加工中心性能的評判建立了依據(jù),?？梢酝ㄟ^對S形試件各區(qū)域的誤差大小、表現(xiàn)區(qū)域及對應(yīng)的動態(tài)性能參數(shù)賦予權(quán)重,，對五軸CNC加工中心各運動軸進行綜合評價來衡量加工中心的加工性能,。(3)由于S形試件輪廓誤差在各性能參數(shù)和各形面區(qū)域所表現(xiàn)出的差異，可以通過大量的仿真和實驗數(shù)據(jù),，借助于線形回歸,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法,，溯源和辨識出一種加工狀態(tài)下S形試件輪廓誤差所對應(yīng)的五軸CNC加工中心的動態(tài)性能，為加工中心各運動軸性能參數(shù)的調(diào)整提供指導(dǎo)依據(jù),。(4) 本文分析了加工中心動態(tài)性能與S形試件輪廓誤差間的映射關(guān)系,，為改善加工中心動態(tài)性能、加工中心性能評價及誤差的溯源與辨識提供了依據(jù),。海天精工是一家集銷售,、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心,、鉆攻中心,、龍門加工中心、雕銑機,、石墨機,、五軸加工中心、立式加工中心,、臥式加工中心等,。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,，其中出口到歐洲占到50%,。我們盡心、盡力,、盡意的服務(wù),！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點,，本站不承擔任何法律責任,！