具有變曲率曲線/曲面幾何特征的零件在航空航天、能源動(dòng)力等領(lǐng)域高端裝備中應(yīng)用廣泛,該類零件往往服役于重要場(chǎng)合且需求量大。然而,由于該類零件加工中復(fù)雜變曲率加工軌跡的存在,導(dǎo)致其加工精度、表面質(zhì)量及效率難以得到同時(shí)保證,提高變曲率零件的高質(zhì)高效加工能力是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域面臨的長(zhǎng)久任務(wù)。三軸及五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工是變曲率零件的重要生產(chǎn)手段,然而,傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)直線/圓弧插補(bǔ)方法在用于變曲率零件加工時(shí),需將變曲率加工軌跡表示為微小直線/圓弧段,這導(dǎo)致小程序段過渡位置處具有一階不連續(xù)點(diǎn)而產(chǎn)生頻繁加減速現(xiàn)象,影響加工效率與表面質(zhì)量;此外,由于數(shù)控進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在伺服滯后,且隨進(jìn)給速度提高而增大,因此在高進(jìn)給速度多軸聯(lián)動(dòng)跟蹤變曲率曲線加工軌跡時(shí),極易導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置與理想刀軌輪廓間產(chǎn)生較大輪廓誤差,影響加工精度。上述問題致使傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)難以直接實(shí)現(xiàn)變曲率零件的高質(zhì)高效加工,往往需要附加多次精加工及反復(fù)修磨等工藝,不僅增加了制造成本,更嚴(yán)重制約著高端裝備批產(chǎn)進(jìn)程。由此可見,變曲率零件的高質(zhì)高效加工對(duì)多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此,本文面向變曲率零件高質(zhì)高效加工需求,圍繞傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于該類零件加工時(shí)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：167 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 參數(shù)曲線插補(bǔ)算法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 輪廓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 研究現(xiàn)狀評(píng)述
    1.3 研究?jī)?nèi)容
2 速度敏感區(qū)間恒速三軸NURBS軌跡插補(bǔ)算法
    2.1 引言
    2.2 NURBS曲線基礎(chǔ)及提出的算法概述
    2.3 多重約束下基于進(jìn)給速度敏感區(qū)間的速度規(guī)劃
        2.3.1 幾何、法向驅(qū)動(dòng)條件及輪廓誤差約束下的許用速度計(jì)算
        2.3.2 速度敏感區(qū)間及其相應(yīng)許用進(jìn)給速度值計(jì)算
        2.3.3 非敏感區(qū)間內(nèi)升/降速起始點(diǎn)確定
    2.4 插補(bǔ)點(diǎn)參數(shù)計(jì)算
        2.4.1 位移控制的進(jìn)給速度生成
        2.4.2 基于參數(shù)補(bǔ)償?shù)亩ARunge-Kutta參數(shù)插補(bǔ)法
        2.4.3 過渡點(diǎn)速度校正
    2.5 仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
3 三軸聯(lián)動(dòng)空間輪廓誤差的等效平面交叉耦合控制
    3.1 引言
    3.2 等效平面建立
        3.2.1 從三維空間到二維等效平面的解耦
        3.2.2 二維等效平面到實(shí)際三維空間的耦合
    3.3 等效平面交叉耦合控制
    3.4 仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
4 速度敏感區(qū)間恒速五軸雙NURBS軌跡插補(bǔ)算法
    4.1 引言
    4.2 五軸雙NURBS插補(bǔ)基本原理及提出的算法概述
    4.3 區(qū)間恒速五軸雙NURBS軌跡預(yù)處理速度規(guī)劃
        4.3.1 物理軸驅(qū)動(dòng)能力約束下的速度敏感區(qū)間確定
        4.3.2 各速度敏感區(qū)間內(nèi)恒定速度值計(jì)算
        4.3.3 五軸雙NURBS曲線插補(bǔ)升/降速起始點(diǎn)參數(shù)及對(duì)應(yīng)速度值計(jì)算
    4.4 五軸雙NURBS插補(bǔ)點(diǎn)及物理軸軌跡生成
        4.4.1 速度與參數(shù)插補(bǔ)
        4.4.2 基于Jacobi矩陣的Adams預(yù)估-校正物理軸位置計(jì)算方法
    4.5 仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
5 五軸聯(lián)動(dòng)輪廓誤差雙環(huán)補(bǔ)償方法
    5.1 引言
    5.2 五軸聯(lián)動(dòng)輪廓誤差估計(jì)
    5.3 五軸聯(lián)動(dòng)輪廓誤差雙環(huán)補(bǔ)償
    5.4 仿真試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
6 開放式五軸運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建與綜合試驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 引言
    6.2 開放式五軸運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
    6.3 綜合試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與討論
    6.4 實(shí)際試件加工測(cè)試結(jié)果與討論
        6.4.1 三軸加工測(cè)試
        6.4.2 五軸加工測(cè)試
        6.4.3 典型試件加工
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3659628