专硕课非线性报告数控1115讨论

组员：尹彦阳3112301049屈云鹏3112301032董渊哲3112301045孙岩辉3112301033

倪雨晨31123010xx

数控镗床的建模与分析汇报提纲五轴数控机床概述五轴机床误差种类及原理非线性误差研究现状1.2.3.将展开的工作4.五轴数控机床概述五轴：是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动。既有移动轴，又有旋转轴，一次装夹就可以加工几何形状复杂的自由曲面。五轴数控机床是实现复杂工件精密高效制造的重要手段。是军工、航天、航空、刀具模具及机器制造业等精密零件加工的理想设备！五轴数控机床概述2008-12-28五轴联动数控机床结构形式很多，结构复杂，并且旋转轴的刚性（悬臂刚性和回转刚性）很难保证。轨迹运动控制算法会根据机械结构不同而不同。轨迹运动产生非线性误差。五轴联动数控机床结构五轴数控机床概述2008-12-28五轴联动数控机床结构(1)双摆头结构

特点：工件可以完全不动的放置在工作台上，适合加工零件体积和重量较大的工件，如大型的模具，不足之处：主轴采用双摆头结构，刚性较低，主轴功率较小，只适合进行精加工。五轴数控机床概述2008-12-28五轴联动数控机床结构(2)双转台结构双转台机床的旋转坐标行程范围大，工艺性能好，双转台机床转台的刚性大大高于摆头的刚性，从而机床的总体刚性也较高。

五轴数控机床概述2008-12-28五轴联动数控机床结构

(3)摆头+转台结构摆头＋转台结构的性能介于上述两种结构之间。

五轴数控机床概述五轴联动加工过程概述五轴数控机床误差概述五轴机床与三轴机床一样，在制造、装配、控制及运动过程中受到热变形、摩擦、振动和惯性等各种因素的影响产生机床误差，由于五轴机床多了两根可同时运动的旋转轴，故五轴机床的误差元素更多、更复杂。五轴数控机床误差概述CNC在控制多轴联动时一般只具有线性插补功能,非线性连续轨迹只能以一系列微小线性段来离散逼近,由此导致五坐标数控加工无法消除的由于加工方法引起的原理性误差(以下称为非线性运动误差).非线性运动误差是五坐标加工特有的误差,如何对它有效控制是五坐标数控曲面加工技术中的关键问题非线性误差产生原理刀位轨迹数据由刀位点位置Pw和刀具轴线方向矢量Uw组成;PwL(t)所描述的直线为理想中的编程曲线;五坐标机床将非线性运动转换为各轴的线性插补运动时,其合成运动轨迹为Pw(t)所描述的实际加工曲线.

Pw(t)偏离直线PwL(t),两者间的最大偏离量

即可近似作为非线性运动误差的估计.非线性误差研究现状周艳红等[1]分析由离散线性运动逼近理想刀具轨迹所引起的理论加工误差，并给出满足精度要求的走刀步长估计算法，从而控制加工误差。吴大中等[2]对前述方法进行改进并建立双转台结构五坐标机床的非线性运动误差估计模型，提出一种非线性误差控制策略王丹等[3]在后置处理中检测非线性误差并提出处理方法。姬俊锋等[4]提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法，在前置处理中补偿非线性误差。张宏韬等[5]通过实时补偿的方法来控制双转台五轴数控机床的误差。非线性误差研究现状REMUS等[6]通过机床的运动反求来计算线性插补引起的几何误差。LIANG等[7-8]结合线性及圆周插补技术对非线性误差进行控制，并通过修正刀具姿态来降低非线性误差。MANN等[9]建立数控机床的运动链并结合仿真来控制非线性误差。以上方法为了简化计算，主要考虑线性插补平动轴引起的走刀平面内的非线性误差，而对线性插补旋转轴引起的与走刀方向垂直的平面内的非线性误差则很少提及。目前大部分五轴数控机床已经实现了对三个平动轴的非线性插补[10]目前主流研究方法展示解耦补偿方法机床坐标系建立目前主流研究方法展示解耦补偿方法首先进行姿态误差补偿，通过旋转轴的旋转运动将工件的实际姿态调整到与理想姿态相同，然后通过移动轴的平移运动进行位置误差补偿我们将展开的工作针对五轴机床的非线性误差，分