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五轴线性插补中非线性误差补偿方法

陈良骥 睢英照 王中州 魏广西

陈良骥, 睢英照, 王中州, 魏广西. 五轴线性插补中非线性误差补偿方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(3): 385-390. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190130
引用本文: 陈良骥, 睢英照, 王中州, 魏广西. 五轴线性插补中非线性误差补偿方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(3): 385-390. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190130
Chen Liangji, Sui Yingzhao, Wang Zhongzhou, Wei Guangxi. Nonlinear Error Compensation Method in Five-axis Linear Interpolation[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(3): 385-390. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190130
Citation: Chen Liangji, Sui Yingzhao, Wang Zhongzhou, Wei Guangxi. Nonlinear Error Compensation Method in Five-axis Linear Interpolation[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(3): 385-390. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190130

五轴线性插补中非线性误差补偿方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190130
基金项目: 

天津市自然科学基金一般项目 16JCYBJC41300

国家自然科学基金青年基金项目 51905377

详细信息
    作者简介:

    陈良骥(1978-), 教授, 博士, 研究方向为五轴数控系统与数控加工, 623533687@qq.com

  • 中图分类号: TG543

Nonlinear Error Compensation Method in Five-axis Linear Interpolation

  • 摘要: 以A-C双摆头五轴数控机床为研究对象,通过对机床的运动学求解,分析了五轴数控机床在加工过程中非线性误差产生机理并建立了非线性误差的数学模型。通过齐次坐标变换的方法,推导出计算加工过程中刀尖点实际位置的数学表达式以及其反计算公式。针对五轴数控机床的旋转轴运动所产生的非线性误差,提出了一种反求插补点的补偿方法。从五轴数控加工旋转中心位置插补算法角度考虑降低非线性误差的方法,通过理论刀尖点位置来反求旋转中心的插补的位置,使实际刀尖点更多地落在理论插补路径上。利用MATLAB进行实际数据的仿真验证,结果表明所提出方法能将非线性误差有效控制在加工允差内,可显著提高五轴数控系统的轨迹控制精度,可见本文所提出方法具有较好的可行性和实际应用价值。
  • 图  1  实际加工轨迹

    图  2  各个坐标系的定义

    图  3  非线性误差的产生示意图

    图  4  旋转中心位置插补原理

    图  5  非线性误差补偿算法流程

    图  6  补偿后的插补结果

    图  7  未经过补偿的插补轨迹

    图  8  未经过补偿的非线性误差

    图  9  补偿后的非线性误差

    图  10  修正前后的非线性误差对比图

    图  11  补偿前后插补轨迹对比图

    表  1  后处理数据

    G代码 X/mm Y/mm Z/mm A/(°) C/(°)
    G01 -25.356 -36.546 137.859 -50.241 192.677
    G01 -23.514 -28.555 139.778 -47.4 193.912
    G01 -27.054 -30.33 138.524 -48.015 192.421
    G01 -26.71 -28.438 138.906 -47.142 192.518
    G01 -33.417 -34.896 135.518 -49.464 188.17
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    表  2  NC数据

    行号 X/mm Y/mm Z/mm A/(°) C/(°)
    N0270 -25.356 -36.546 137.859 -50.241 192.677
    N0280 -23.514 -28.555 139.778 -47.4 193.912
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-02-25
  • 刊出日期:  2020-03-05

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