五軸機床是在三軸數(shù)控機床的基礎上增加了兩個旋轉軸所構成的加工設備,在五軸進行聯(lián)動的時候可以同時調節(jié)刀尖位置和刀軸姿態(tài),因此可以加工出航空發(fā)動機葉片、飛機結構片、精密磨具等復雜曲面零件。掌握五軸數(shù)控機床加工技術對我國的航空、軍事、科研、高精醫(yī)療設備的發(fā)展有著非常重要的支撐作用。五軸數(shù)控機床在加工零件過程中比較復雜,多種因素引起的跟蹤誤差是耦合產生輪廓誤差的重要原因。輪廓誤差會影響零件的最終加工精度,為了有效減小輪廓誤差,因此對輪廓誤差的控制展開研究。本文建立了BC雙擺頭、雙轉臺、擺頭轉臺三種五軸聯(lián)動機床運動學模型,通過坐標變換推導了RTCP算法數(shù)學公式。以B擺頭C轉臺式五軸機床作為研究對象,在Vericut中建立機床仿真模型,使用Power Mill生成“S”試件的NC代碼進行仿真驗證,驗證結果表明本文所推導的公式是正確的。建立了五軸機床的刀尖位置輪廓誤差模型和刀軸姿態(tài)輪廓誤差模型,分析了五軸機床各進給軸對兩種輪廓誤差的影響。采用開放式控制系統(tǒng)搭建了五軸機床試驗平臺,進行了“S”試件的加工,分別驗證RTCP算法的有效性和計算兩種輪廓誤差,并對誤差產生的影響進行分析。分析了旋轉軸位置對平動... 

【文章來源】：北京信息科技大學北京市

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(b)精加工仿真

第3章五軸聯(lián)動輪廓誤差形成機理36試驗的目的有兩個，一是為了驗證第二章RTCP推導公式在仿真中是正確的，但是在試驗中是否也可以同樣達到相同效果；二是采集出各進給軸的實際位置和跟蹤誤差，以此來求出實際的刀尖位置輪廓誤差和刀軸姿態(tài)輪廓誤差，為后續(xù)補償仿真做參考。3.3.1試驗主要裝置試驗平臺如圖3.7所示。五軸機床“S”試件加工試驗平臺是由江蘇德麥克精密設備公司生產的擺頭轉臺型五軸聯(lián)動數(shù)控機床，由本課題組進行改造之后的試驗平臺。改造中使用了RTCP算法等作為主要控制算法，調試了機床的伺服電機、PMAC控制器等硬件裝置。該五軸機床硬件設備主要有研華工控機、PMAC運動控制器、HCFA交流伺服電機、Z2000系列眾辰矢量型變頻器、對刀儀和專用電主軸等設備。圖3.7五軸機床試驗平臺五軸機床的床身采用單立柱的結構形式，結構緊湊、剛性高，導軌部分采用臺灣上銀滾珠導軌，高精度、高品質、高速、高耐用性。絲桿部分采用臺灣TBI研磨級雙螺母滾珠絲桿，精度高達0.008mm。旋轉軸采用精密減速機，減速比大，精度高。主軸的功率是2.2kw，轉速最高達到24000r/min，變頻器采用的是2.2kw的矢量變頻器。機床的工作行程在Vericut中已經列出。工作臺直徑為200mm，旋轉軸減速比為60，機床的重復定位精度可達0.01mm，機床的加工精度為0.02mm。3.3.2基于開放式系統(tǒng)的RTCP功能的實現(xiàn)

第3章五軸聯(lián)動輪廓誤差形成機理393.4.1五軸機床“S”試件加工試驗本次試驗的加工軌跡的是2.4.1中使用PowerMill生成的路徑規(guī)劃軌跡，將各進給軸的加工坐標指令位置整理到Pewin32Pro2軟件中的PLC執(zhí)行程序中，開始機床加工零件，在加工過程中采集所需要的數(shù)據(jù)即可。在機床開啟RTCP功能之后不進行調整工件的位置也可以進行加工。完成刀具軌跡規(guī)劃、NC程序生成、工件夾裝、機床運行前的安全檢查等工作后，開啟機床并激活RTCP功能進行加工。圖3.11為“S”試件加工過程圖。圖3.11“S”試件加工過程圖3.4.2試驗采集結果在五軸機床試驗平臺上進行試驗，在PMAC控制器的控制軟件Pewin32Pro2上進行執(zhí)行各進給軸的加工坐標指令位置產生了各進給軸的電機實際位置，然后進行計算得到各進給軸的跟蹤誤差分別為x,y,z,b,c并使用軟件Pewin32Pro2的軟件進行采集。我們在進行采集的時候采集了,,XYZPPP和、，因為輪廓誤差的原理就是實際位置和理論位置進行對比，刀尖位置輪廓誤差就是,,MXMYMZPPP的理論位置和實際位置之間的對比，刀軸姿態(tài)進行對比時，我們只需要采集出、的實際值就可以進行刀軸姿態(tài)的理論軌跡和實際軌跡之間的對比，因此，在使用檢測出來的實際位置和正

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本文編號：3545109