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)與加工中心設計、制造裝配、伺服驅(qū)動、CNC系統(tǒng)、材料等都密切相關。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()個標準點分別構建一條s形三階樣條曲線,通過上下兩條樣條曲線構造直紋面,將直紋面拉厚,再加上矩形基座構成的。
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系的指導。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)構與機械結(jié)構的簡化,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)的響應非常快,并且在加工中心中經(jīng)過初始設定后一般不再改變,所以本文將一般的三環(huán)結(jié)構伺服系統(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)。
伯特利數(shù)控 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)特性的映射關系的分析,為加工中心性能的評判建立了依據(jù)。
可以通過對S形試件各區(qū)域的誤差大小、表現(xiàn)區(qū)域及對應的動態(tài)性能參數(shù)賦予權重,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)。
伯特利數(shù)控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。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)工廠設在廣東省東莞市,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!
聲明:本站文章均來自網(wǎng)絡,所有內(nèi)容不代表本站觀點,本站不承擔任何法律責任!
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由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!本文摘要:通過對混聯(lián)五軸加工中心自適應深度學習控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
2024-11
在機測量技術由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優(yōu)勢被廣泛用于零件加工測量當中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統(tǒng)的構成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統(tǒng)、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機影響因素在… [了解更多]