發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 13:17

  本文關(guān)鍵詞：冗余自由度下曲面高速進(jìn)給數(shù)控加工機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)研究

  更多相關(guān)文章： 冗余自由度 高速進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)分解 運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 動(dòng)力學(xué)特性

【摘要】：高效加工是機(jī)械加工的不斷追求,其中提高進(jìn)給速度是提高加工效率的有效手段。在曲面高速進(jìn)給加工條件下,由于曲面輪廓的復(fù)雜性,機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)加劇,引起機(jī)床軸振動(dòng)沖擊,直接影響加工質(zhì)量,甚至破壞機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文針對曲面高速進(jìn)給數(shù)控加工技術(shù)展開研究,提出了一種基于冗余自由度加工的機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)改善方法,核心是在考慮各軸運(yùn)動(dòng)學(xué)特性及動(dòng)力學(xué)特性約束的基礎(chǔ)上,通過對冗余自由度機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)的調(diào)整,達(dá)到以下目標(biāo)：在保證機(jī)床電機(jī)不超載的情況,提升進(jìn)給速度；提高機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,避免機(jī)床的振動(dòng)沖擊,以提高工件加工的質(zhì)量。論文主要工作如下：(1)冗余自由度下機(jī)床運(yùn)動(dòng)的合成分解。建立機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)變換模型以明確機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)與實(shí)際加工軌跡之間的關(guān)系；分析冗余自由度軸的增加如何影響其它軸的運(yùn)動(dòng),作為調(diào)整機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)的依據(jù)；計(jì)算冗余自由度下的非線性加工誤差。(2)冗余自由度下機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性分析。根據(jù)原始的加工數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)床各軸在整個(gè)加工過程中實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性,包括進(jìn)給速度、加速度、加加速度；分析機(jī)床軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有特性,推導(dǎo)出機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)約束條件；結(jié)合以上運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性分析,檢驗(yàn)各軸運(yùn)動(dòng)是否合理,并確定首先超過運(yùn)動(dòng)約束條件的軸。(3)冗余自由度下機(jī)床的運(yùn)動(dòng)調(diào)整。在機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性約束條件下對超限軸的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,并根據(jù)冗余自由度下機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)合成分解原理,求解除超限軸之外的另兩個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)位移,完成對機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)的調(diào)整,使得調(diào)整后的各軸運(yùn)動(dòng)均滿足機(jī)床要求,且更加均衡,從而達(dá)到減小機(jī)床振動(dòng)沖擊、提高表面質(zhì)量和進(jìn)給速度的目的。(4)鞋楦曲面五軸數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)。以鞋楦曲面的冗余自由度加工為例,將調(diào)整前后的各軸運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)編入數(shù)控程序中,并分別進(jìn)行加工,對比兩次加工效果,驗(yàn)證本文提出的運(yùn)動(dòng)調(diào)整方法在提高機(jī)床穩(wěn)定性和進(jìn)給速度方面的有效性。
【關(guān)鍵詞】：冗余自由度 高速進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)分解 運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 動(dòng)力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 高速進(jìn)給數(shù)控加工技術(shù)研究現(xiàn)狀11-16
• 1.1.1 復(fù)雜曲面刀位軌跡規(guī)劃11-12
• 1.1.2 數(shù)控高速進(jìn)給加工技術(shù)12-14
• 1.1.3 機(jī)床運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性研究14-16
• 1.2 研究意義及目的16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 2 冗余自由度下數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)分解19-39
• 2.1 引言19
• 2.2 冗余自由度介紹19-21
• 2.3 冗余自由度下機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換21-27
• 2.3.1 五軸機(jī)床分類及相關(guān)坐標(biāo)系定義22-23
• 2.3.2 五軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換23-26
• 2.3.3 三軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換26-27
• 2.4 冗余自由度下機(jī)床運(yùn)動(dòng)分解原理27-34
• 2.4.1 X軸為超限軸28-31
• 2.4.2 Y軸為超限軸31-32
• 2.4.3 C軸為超限軸32-34
• 2.5 非線性加工誤差分析34-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 3 機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性分析39-57
• 3.1 引言39
• 3.2 機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析39-44
• 3.2.1 相鄰代碼加工時(shí)間計(jì)算39-40
• 3.2.2 各軸進(jìn)給速度、加速度、加加速度計(jì)算40-44
• 3.3 機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性分析44-51
• 3.3.1 機(jī)床各軸動(dòng)力學(xué)建模44-46
• 3.3.2 機(jī)床各軸動(dòng)力學(xué)方程46-48
• 3.3.3 機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性約束因素分析48-50
• 3.3.4 機(jī)床運(yùn)動(dòng)約束條件計(jì)算50-51
• 3.4 機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例51-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 4 冗余自由度下機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)調(diào)整57-77
• 4.1 引言57
• 4.2 機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)調(diào)整方案57-59
• 4.3 超限軸加速度調(diào)整59-65
• 4.3.1 約束超限軸進(jìn)給速度59-60
• 4.3.2 約束超限軸加速度60-63
• 4.3.3 加速度曲線光順63-65
• 4.4 超限軸速度、位移反算65-73
• 4.4.1 反算超限軸速度66-68
• 4.4.2 速度積累誤差處理68-70
• 4.4.3 反算超限軸位移坐標(biāo)70-73
• 4.5 其它軸運(yùn)動(dòng)變化分析73-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 5 鞋楦五軸數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)77-87
• 5.1 引言77
• 5.2 機(jī)床加速度測量實(shí)驗(yàn)77-81
• 5.3 鞋楦加工實(shí)驗(yàn)81-84
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析84-85
• 5.5 本章小結(jié)85-87
• 6 總結(jié)展望87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果93-97
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集97

【相似文獻(xiàn)】

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫守遷;王鑫;刁在箴;;藝術(shù)體操動(dòng)作輔助編排系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];首屆中國體育博士高層論壇論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉華俊;基于實(shí)時(shí)人體運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫控制的研究[D];武漢大學(xué);2011年

2 劉瑞;運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)智能處理算法研究及應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2012年

3 李丹;計(jì)算機(jī)動(dòng)畫中運(yùn)動(dòng)生成與控制問題研究[D];華中科技大學(xué);2008年

4 肖伯祥;運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)處理、檢索與重構(gòu)方法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

5 史操;基于計(jì)算機(jī)視覺的三維人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)壓縮[D];中南大學(xué);2011年

6 孫運(yùn)達(dá);多視點(diǎn)非接觸式人體運(yùn)動(dòng)捕捉的研究[D];北京交通大學(xué);2006年

7 李霏;跳躍昆蟲的運(yùn)動(dòng)仿生與感知仿生研究[D];浙江大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 雷杰宇;人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集與分析[D];浙江大學(xué);2015年

2 馬燁萌;冗余自由度下曲面高速進(jìn)給數(shù)控加工機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

3 劉爽;運(yùn)動(dòng)捕捉及運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2007年

4 徐恩平;基于視頻序列的人體運(yùn)動(dòng)功能分析[D];華中科技大學(xué);2007年

5 周超峰;基于運(yùn)動(dòng)融合的實(shí)時(shí)連續(xù)人體運(yùn)動(dòng)合成研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2006年

6 沈志明;路徑驅(qū)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)編輯技術(shù)研究[D];東北石油大學(xué);2011年

7 吳婷婷;基于OpenGL與運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的手勢合成[D];上海海事大學(xué);2004年

8 田瑞嬌;基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角色運(yùn)動(dòng)混合研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

9 李春霞;IK問題的求解及虛擬人步行運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

10 郭強(qiáng);仿生鼠機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性研究[D];東北大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：568208