CNC加工中直线插补刀路的误差评估修正研究.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO.62011年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun.2011文章编号:1001—2265(2011)06—0061—04CNC加工中直线插补刀路的误差评估修正研究张永超h,于洋,赵媛墁“’(1.西京学院a.机电工程系自动化教研室;b.机电工程系数控0803,西安71O123;2.西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安710072)摘要:在精加工中,CNC机床扮演者极其重要的角色。CNC机床的加工水平已经成为衡量一个国家生产力和工

2、业实力的重要指标。本文将针对传统的CNC机床控制器的直线插补功能上的缺点作深入的研究与分析,并使用Runge—Kutta法则对样条刀路进行误差评估修正,利用对于误差的评估一修正的方法求出最佳的曲线参数,推导出机床各轴控制系统的相对取样时间的进给量。通过仿真试验证明本文提出的算法在轮廓加工精度上优于传统的直线插补方法。关键词:CNC;NURBS;Runge—Kutta法则;线性插补中图分类号:TP391.73文献标识码:ATheErrorEvaluationandModificationforLinear·interpolationCuttingPath

3、inCNCMachiningZHANGYong—chao.YUYang。ZHA0Man—man”(1a.CollegeofMechano—ElectronicsEngineering,XijingInstitute;1b.DepartmentofElectricalandMe—chanicalEngineering.NumericalControlTechnology0803,Xi’an710123,China;2.keyLaboratoryofMinist~-ofEducationforContemporaryDesignandIntegratedM

4、anufacturingTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)Abstract:CNCmachinePlayamajorroleinfinishingmachining,andCNCmachiningabilityisstillveryimportantforanycountry.ThispaperwillfirstbrieflydiscusstheissuesofthetraditionalCNCsysteminlinearinterpolators,andpr

5、oposedaneficientapproachbyusingRunge·Kuttamethodtomodifytheer’rors,andtogeneratethebestsplineparameter.Computer-aidedsimulationindicatesthepresentedmethod-ologyachievinghighmotionprecisionthanthetraditionalmethod.Keywords:CNC;NURBS;Runge-Kuttamethod;linearinterpolatorCAMCN0引言随着C

6、NC机床产业的蓬勃发展,对于CNC机床的要求不再限于加工速度的高速化,对于加工精度和效率的要求也越来越高。传统CNC机床的控制器只有直线G01与圆弧G02的功能,使得CAD/CAM软件只能产生以直线或圆弧为主的加工路径,如图1所示。对于现代化的产品来说,外形的设计极其重要,外形不再以传统的圆形或者方形为主,设计中大量图1传统CAD/CAM加工流程使用自由曲线和自由曲面,传统的加工方法在对于下问题:这些自由曲面外形的高速高精度的加工上就显得能(1)加工复杂的曲面时,为了维持表面高精度会力不足。大体上来说,传统的伺服控制器存在着以产生过多的程序代码(G码,

7、M码),超出控制器内存收稿日期:2011—01—04作者简介:张永超(1977一),男,陕西西安人,陕西西安西京学院机电工程系教师,助教,硕士,从事机械、仪器仪表及相关领域的教学及研究开发工作,(E—mail)52203181O@qq.corn·62·组合机床与自动化加工技术第6期的容量。曲面的分段越细,所需的加工时间与成本tana:tant~(1)也会相对提高。I,VN=D=XYⅣ一X~Y=0(2)(2)CNC机床在加工过程中,大量的短距离直线NE运动会造成机床的连续加减速运动,因而不宜达到其中D为偏差值。由图2可知:原先所设定的进给率,以至于增加了

8、加工的时间。当D=0时,P点在直线OE上,只要刀具尚未(3)小线段加工时,每个单节均做加减速切

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