本文摘要：
對于五軸加工中心和五軸鉆攻中心來說，如何有效的預測實際插補刀具擺動軌跡和控制誤差是實現數控機床高精度發展的重要研究方向。在復雜曲面的五軸加工過程中，由于兩個旋轉軸之間的旋擺運動參與了刀具運動合成并導致了實際插補軌跡偏離理論插補軌跡，無論是線性插補還是NURBS插補都存在這一問題，產生的非線性誤差對復雜曲面零件加工有很大影響。本文重點研究了線性插補和NURBS插補的擺刀軌跡數學模型建立、擺刀軌跡優化方法以及非線性誤差補償控制方法等問題，主要完成的研究工作如下：
(1) 系統的分析了三種類型的五軸加工中心的加工特點和適用場合，描述了五軸加工中心坐標系的建立方法以及各坐標系間的位姿描述，為建立機床運動學模型提供了理論基礎。以A-C雙轉臺五軸加工中心和五軸鉆攻中心為研究對象，建立了機床運動學模型，推導了正逆運動學變換公式，介紹了刀位文件的生成、處理以及數控加工程序的生成方法。
(2) 對于五軸線性插補，根據旋轉軸角度線性插補原理得到一個插補周期內的離散刀位文件，通過一組具體刀位數據分析后得出插補刀心點平面理論，為建立簡易刀心點軌跡模型提供了理論方向。在此基礎上建立了刀心點平面坐標系，利用協方差矩陣的奇異分解計算出平面最優法向量，推導了與工件坐標系之間的坐標變換公式，借助多項式軌跡數學模型預測了擺刀軌跡，驗證結果表明所選取的軌跡模型預測精度很高，對于非線性誤差的計算和補償有極其重要作用。對于五軸NURBS插補，在兩條NURBS軌跡的基礎上增加了一條刀觸點NURBS軌跡來描述擺刀軌跡，NURBS曲線的每一段表達式均可通過特定位置的控制頂點得到，因此具體推導了控制頂點的計算過程。針對三條軌跡參數不同步的問題，提出了一種基于等距原理的插補參數同步算法，經過驗證發現NURBS曲線軌跡同步效果得到大幅提升。
(3) 分析了五軸加工中各種誤差的產生機理，包括幾何誤差、弓高誤差和非線性誤差，根據建立的擺刀軌跡數學模型推導了非線性誤差的計算公式，提出一種非線性誤差補償機制用于改善曲面加工質量。線性插補的非線性誤差通過對刀心點和刀軸矢量同步優化完成誤差補償控制的目的，Tri-NURBS插補的非線性誤差通過誤差補償量對刀觸點軌跡進行優化，再根據刀觸點與刀心點和刀軸點之間的位置關系確定出誤差補償后的刀心點和刀軸矢量。
(4) 使用MATLAB軟件對線性插補的非線性誤差補償方法進行了實驗數據驗證，確保了提出誤差補償方法的可行性。通過在VERICUT仿真軟件和加工中心上做誤差補償前后的對比實驗，進一步驗證了非線性誤差控制方法的有效性。使用兩個評價指數驗證了Tri-NURBS曲線同步插補算法的精度，保證了線性插補擺刀軌跡優化和誤差補償方法在NURBS插補中的使用，并通過在VERICUT仿真軟件中加工葉輪模型驗證了誤差補償方法的效果。
復雜曲面的五軸加工技術包含了許多研究內容和待解決的問題，由于作者科研水平具有一定的局限性，以及研究生學習生涯時間的不足，本文在許多方面的研究還欠缺一些完善和改進，整體研究內容不夠系統和全面，在今后依然有大量研究工作需要繼續深入。針對目前已經明確完成的研究工作，下面幾部分內容還有很大改進空間：
(1) 對于五軸加工刀具擺動軌跡的預測使用的模型是多項式軌跡，雖然在計算上比較高效，但是模型精度還有待進一步提高，今后的研究中可以進一步改進目前提出的軌跡模型，以達到準確表達擺刀軌跡的目的，從而獲得精度更高的預測數據。
(2) 對五軸加工的弓高誤差在本文的研究內容中較少體現，對誤差的控制研究不夠完善，下一步可從優化刀具加工路徑的角度改善弓高誤差對復雜曲面加工質量的影響。
(3) 目前建立的NURBS插補刀觸點非線性誤差計算模型還是過于復雜，對于提高復雜曲面加工效率是不利的，今后可從其他角度進一步研究非線性誤差的計算模型。
(4) 五軸加工中刀觸點軌跡預測是十分復雜的，本文對于五軸Tri-NURBS插補軌跡的預測工作未重點研究，未來準備對這一部分使用更復雜的樣條軌跡進行建模，以進一步提高復雜曲面的加工質量和加工效率。
2024-12
此視頻詳細介紹了U600S高性能五軸加工中心各種參數及說明！… [了解更多]
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，為五軸數控加工提供了一個典型案例，對于五軸加工中心數控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
宇匠數控 備注：為保證文章的完整度，本文核心內容由PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，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 新 之 處 在 于：１）建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
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、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
?加工精度是影響機床性能和產品質量的主要難題，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。并且隨著科技的發展，精密的儀器和零件在生產實踐中占據的分量逐漸增加，在數控機床這種精密機器精度不斷提高的同時，必須控制內外界環境的隨機影響因素在… [了解更多]
Learn more
東莞市虎門鎮南柵民昌路美視達工業園D棟
jiale@yujiangcnc.comcnc@yujiangcnc.com
0769-8862269115814747355
Copyright ? 五軸加工中心_五軸鉆攻中心_銑車復合中心 | 宇匠數控Y&J
粵ICP備16019757號 工信部 Rss
