本文關(guān)鍵詞：高速加工插補(bǔ)算法的動(dòng)力學(xué)行為分析與評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中科技大學(xué)》 2007年

基于機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的高速插補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究

陳徐兵  

【摘要】： 在高速加工過程中,機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性對(duì)加工效率、輪廓精度及加工件表面質(zhì)量均有較大影響。因此,僅基于加工件幾何形狀的插補(bǔ)算法已經(jīng)不能滿足高速加工的需要。本文針對(duì)高速加工,建立了幾何特征與機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性的相結(jié)合的高速插補(bǔ)算法,確定了面向不同加工目標(biāo)的插補(bǔ)策略,建立了插補(bǔ)算法性能測(cè)試平臺(tái),對(duì)插補(bǔ)算法進(jìn)行驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下: 本文對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性進(jìn)行了分析,根據(jù)機(jī)床的負(fù)載功率和動(dòng)態(tài)特性建立了機(jī)床動(dòng)力學(xué)約束,并結(jié)合加工件的幾何約束條件建立了基于機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性的前瞻控制插補(bǔ)算法的混合約束。對(duì)預(yù)估速度采用混合約束條件進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)小直線段及NURBS插補(bǔ)算法的前瞻控制模塊及預(yù)插補(bǔ)模塊。根據(jù)連續(xù)小直線段插補(bǔ)算法及NURBS插補(bǔ)算法的特點(diǎn),對(duì)影響高速加工的指令加速度、插補(bǔ)周期、插補(bǔ)精度等指令參數(shù)進(jìn)行分析,確定了在不同加工目的下的插補(bǔ)策略。 針對(duì)連續(xù)小直線段插補(bǔ)算法及NURBS插補(bǔ)算法,對(duì)現(xiàn)有的插補(bǔ)算法性能評(píng)價(jià)平臺(tái)進(jìn)行拓展,給出了插補(bǔ)算法輪廓精度,加工效率,動(dòng)力特性及加工過程中的頻譜特性等指標(biāo)。通過此平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)多種目標(biāo)測(cè)試,對(duì)多種插補(bǔ)算法進(jìn)行測(cè)試,以驗(yàn)證所開發(fā)的插補(bǔ)算法的正確性。同時(shí),也可以根據(jù)加工曲線特征及對(duì)零件的加工要求,通過輸入不同的指令參數(shù),對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出最優(yōu)解,以減少試切費(fèi)用,節(jié)約加工時(shí)間。 為了對(duì)所開發(fā)的插補(bǔ)算法進(jìn)行驗(yàn)證,建立了插補(bǔ)算法性能測(cè)試平臺(tái)。該平臺(tái)基于CAN總線結(jié)構(gòu),采用Linux實(shí)時(shí)內(nèi)核,可實(shí)現(xiàn)最低2ms的插補(bǔ)周期,保證了采樣的精確性。在此平臺(tái)上嵌入了上述兩種插補(bǔ)算法,并針對(duì)不同的加工指令參數(shù)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證了插補(bǔ)策略的可行性。同時(shí),將測(cè)試結(jié)果與插補(bǔ)算法性能評(píng)價(jià)平臺(tái)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明兩者的相關(guān)度相當(dāng)高,從而也證明了運(yùn)用插補(bǔ)算法性能評(píng)價(jià)平臺(tái)的對(duì)所開發(fā)的插補(bǔ)算法進(jìn)行測(cè)試的可實(shí)施性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-9

1 緒論9-15

1.1 課題來(lái)源9

1.2 研究背景9-10

1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13

1.4 主要研究?jī)?nèi)容13-15

2 機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性分析15-22

2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)特性15-18

2.2 機(jī)床運(yùn)動(dòng)約束分析18-20

2.3 動(dòng)力學(xué)約束方程20-21

2.4 本章小結(jié)21-22

3 基于機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性的前瞻控制插補(bǔ)技術(shù)22-30

3.1 幾何約束分析22-24

3.2 幾何特性與動(dòng)力學(xué)特性相結(jié)合的約束分析24-27

3.3 混合約束條件27

3.4 插補(bǔ)算法流程規(guī)劃27-29

3.5 本章小結(jié)29-30

4 面向混合約束的插補(bǔ)策略30-47

4.1 插補(bǔ)算法性能評(píng)估平臺(tái)30-36

4.2 指令參數(shù)對(duì)加工結(jié)果的影響36-45

4.3 插補(bǔ)策略分析45-46

4.4 本章小結(jié)46-47

5 測(cè)試平臺(tái)的建立及驗(yàn)證47-61

5.1 測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)47-48

5.2 數(shù)據(jù)發(fā)送及采樣流程48-51

5.3 基于機(jī)床動(dòng)力學(xué)特性的加工策略與驗(yàn)證51-60

5.4 本章小節(jié)60-61

6 結(jié)論與展望61-63

6.1 全文總結(jié)61

6.2 研究展望61-63

致謝63-64

參考文獻(xiàn)64-67

附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄67

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【引證文獻(xiàn)】

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2 賴天琴;;計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J];杭氧科技;1996年04期

3 費(fèi)續(xù)東;;基于CAN總線控制系統(tǒng)的機(jī)床加工研究[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2010年02期

4 袁海霞;;機(jī)床數(shù)控化改造研究[J];湖南農(nóng)機(jī);2010年01期

5 聶書志;葉邦彥;;基于DNA遺傳算法求解機(jī)床加工調(diào)度問題[J];工具技術(shù);2010年05期

6 王翔;;機(jī)械加工機(jī)床排序系統(tǒng)[J];微計(jì)算機(jī)應(yīng)用;1986年02期

7 王增春;于國(guó)英;張鵬;;機(jī)床的數(shù)控化改造[J];煤炭技術(shù);2011年06期

8 任均平;電火花線切割機(jī)床加工半導(dǎo)體[J];半導(dǎo)體情報(bào);1999年06期

9 楊生林;;一種新型四軸四聯(lián)動(dòng)機(jī)床在葉片加工中的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2006年03期

10 Derek Kom;;雙工作臺(tái)機(jī)床使主軸實(shí)現(xiàn)高效率[J];現(xiàn)代制造;2008年28期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 任寶鋼;范世平;羅和平;;基于Vericut的五軸雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床仿真技術(shù)[A];第八屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 杜軍;;提高機(jī)床加工精度的補(bǔ)償方法解析[A];科學(xué)發(fā)展與社會(huì)責(zé)任（A卷）——第五屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2008年

3 于文戈;;數(shù)控線切割機(jī)床加工超控軌跡近似切割及誤差分析[A];第五屆全國(guó)電加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（線切割加工篇）[C];1986年

4 李初曄;張媛;王衛(wèi)朝;楊潔;石敏;;CINCINNATI V5-3000機(jī)床的故障特征分析與研究[A];第十二屆全國(guó)設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 婁曄;華元濤;;逐次比較法在線切割機(jī)床加工中引起的誤差及其補(bǔ)償措施[A];第七屆全國(guó)電加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

6 蘇波;;如何讓快走絲線切割機(jī)床加工出高精度的齒形零件[A];陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)電加工分會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

7 秦忠;;綠色設(shè)計(jì)在多工位機(jī)床上的應(yīng)用[A];2011裝備制造業(yè)綠色創(chuàng)造 節(jié)能減排發(fā)展論壇論文集[C];2011年

8 秦忠;;綠色設(shè)計(jì)在多工位機(jī)床上的應(yīng)用[A];戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展——首屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 郭鐘寧;劉志東;;快走絲線切割機(jī)床動(dòng)態(tài)特性研究[A];第六屆全國(guó)電加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1989年

10 馮月亮;劉政權(quán);童調(diào)生;;柔性制造系統(tǒng)的排序優(yōu)化分析[A];1993中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1993年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 楊紅英;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

2 郭炳華 閻秀真;[N];河北科技報(bào);2006年

3 本報(bào)記者 鄧文龍;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

4 本報(bào)記者 陳棟棟;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2011年

5 本報(bào)記者 金曉玲;[N];遼寧日?qǐng)?bào);2010年

6 劉曉辰;[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2007年

7 記者 王光睿;[N];中國(guó)船舶報(bào);2008年

8 本報(bào)記者 侯玉;[N];國(guó)際商報(bào);2008年

9 本報(bào)記者 高荊萍;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

10 本報(bào)記者 傅淞巖　見習(xí)記者 王也可;[N];沈陽(yáng)日?qǐng)?bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊志鵬;螺桿精加工機(jī)床構(gòu)型與誤差分析研究[D];東北石油大學(xué);2013年

2 侯國(guó)安;流體靜壓支承對(duì)超精密金剛石車床動(dòng)態(tài)特性影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

3 任凡;機(jī)械加工車間環(huán)境影響分析及粉塵特性研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 賀曉輝;現(xiàn)代作業(yè)車間設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的系統(tǒng)特性及采集方法研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 陳東菊;大型立式超精密機(jī)床系統(tǒng)誤差分析與辨識(shí)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 陳東菊;大型立式超精密機(jī)床系統(tǒng)誤差分析與辨識(shí)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 王立成;復(fù)雜曲面原位檢測(cè)方法與實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 江浩;銑削加工振動(dòng)主動(dòng)控制[D];上海交通大學(xué);2009年

9 劉劍英;鋁合金彈性熨壓加工表面組織性能及工藝可靠性研究[D];吉林大學(xué);2011年

10 尹玲;機(jī)床熱誤差魯棒補(bǔ)償技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 方騰飛;基于負(fù)荷電流分析的多機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別研究[D];寧波大學(xué);2012年

2 陳宇;機(jī)床加工能耗及碳排放量定量分析方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 翟少劍;機(jī)床整機(jī)溫度場(chǎng)建模及其動(dòng)態(tài)特性分析[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

4 陳萬(wàn)群;微小型機(jī)床的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及動(dòng)態(tài)特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 鄭鵬;機(jī)床加工過程振動(dòng)特性及對(duì)加工表面質(zhì)量影響的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

6 李帥濤;基于新一代智能數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床資源信息建模及應(yīng)用研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2013年

7 張作杰;葉片雙面拋磨機(jī)床控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 李莊;五軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)通用建模理論研究及應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2013年

9 張麗;四軸數(shù)控鏟磨機(jī)床動(dòng)、熱特性研究[D];燕山大學(xué);2010年

10 白熹;機(jī)床動(dòng)態(tài)參數(shù)分析與建模方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：高速加工插補(bǔ)算法的動(dòng)力學(xué)行為分析與評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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