隔振数控机床的轮廓误差控制方法研究.pdfVIP

学兔兔 l 匐 化 隔振数控机床的轮廓误差控制方法研究 Contour error control method of CNC machine tools under vibrate isolaUon 杨 洋’，李金良 ，李晓春’，周 亮’ YANG Yanq。，LI Jin—liang ，Ll Xiao．chun ，ZHOU Liang 。 (1．吉林大学工程训练中心，长春130025；2．吉林大学材料科学与工程学院，长春130025) 摘 要：针对机床在加工过程中的颤振与惰性力传递振动，提出了一种进给驱动的隔振以及轮廓误差 补偿算法。首先在参考轴的命令信号中施加输入修正滤波器来避免残余振动，所施加的输入 修正滤波器可以结构模态激振，但是会增大跟踪误差和轮廓误差。所提出方法的跟踪误差由 驱动轴的闭环传递函数来估计，同时用来预测映射到每一根轴的轮廓误差，预测的结果用来 进行预补偿。将所提出方法通过在xY两轴平台上进行试验，验证了结合隔振和轮廓误差补偿 方法的有效性，试验结果表明所提出方法能够提高了阻尼和轮廓精度。 关键词：隔振；数控机床；轮廓误差；误差控制；误差补偿 中圈分类号：TH1 61 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2014)06(上)-0053-04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．201 4．06(I-)．1 5 0 引言 误差，在轮廓加工中主要依赖于各个驱动的路径 形态及跟踪误差。Koren“ 提出一种简单的交叉耦 机床在加工过程中会受到加工载荷导致的颤 合控制器来估计和最小化两轴轮廓误差。Chen【l 振与惰性力传递的振动，这两种振动都会导致加 工表面质量下降，甚至会损坏机床或者零件u 】。 提出一种跟踪误差与轮廓误差的几何关系，并 、 通过交叉耦合命令修正控制器来提高轮廓精度。 加工载荷引发的振动可以通过在数控程序中选择 = Altintas【l 提出一种滑模控制器来预测和补偿五轴 合适的切削深度和主轴转速来避免，惰性力振动 常发生在大质量机床组件加速的过程中【 。本 刀具路径的轮廓误差。机床的结构振动在以前的轮 廓误差控制器中并未考虑。因此本文提出结合隔振 文给出一种结合修正输入和轮廓误差补偿的方法 来减少惰性力引发的振动。在工业中的惰性振动 和轮廓误差补偿的方法来用于多轴数控机床。 通常由在位置反馈上采用滤波器的方法来进行避 1隔振下的轨迹修正 免，因此振动频率不会传递到控制器中，但是这 定义进给驱动f的结构动力学模型为有阻尼的 种方法却会减小驱动的带宽，所以这不是提高机 二阶系统，表示如下： 床精度的理想方法 。可以在不同的控制律中采用