0 引言
工程零件的小型化及微型化使得具有精密定位功能的多軸微加工中心受到了廣泛的關(guān)注[1-3],典型的應(yīng)用有微型葉輪、微機(jī)電裝置、表面織構(gòu)和微模具等,傳統(tǒng)具有串聯(lián)運(yùn)動(dòng)學(xué)配置的機(jī)床存在主要構(gòu)架的慣性累積,導(dǎo)致帶寬及跟蹤精度損失,采用氣浮軸承盡管能夠減小摩擦,但是又引入了新的成本問(wèn)題和擾動(dòng)剛度問(wèn)題[4]。因此具有多自由度的機(jī)床成為解決此類問(wèn)題的首選,多自由度機(jī)床能夠在最少配置下獲得不同的部件特征,在高進(jìn)給速度下能夠減少摩擦接觸實(shí)現(xiàn)精密定位。
運(yùn)動(dòng)冗余機(jī)床曾被提出來(lái)通過(guò)額外的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙工作區(qū)域和增強(qiáng)定位精度。Takeuchi 提出采用無(wú)摩擦空氣靜力驅(qū)動(dòng)來(lái)提高定位精度,給一臺(tái)五軸機(jī)床增加第六根軸來(lái)微銑加工具有復(fù)雜形狀的微小型器件[5]。Lu and Usman 提出了一種六自由度的無(wú)摩擦磁懸浮高速工作臺(tái),具有較大的平面工作空間[6]。本文采用同樣的磁懸浮原理設(shè)計(jì)一種具有六自由度的旋轉(zhuǎn)臺(tái),同時(shí)結(jié)合一個(gè)三軸微機(jī)床構(gòu)架了一個(gè)九自由度的微加工中心。
在微加工領(lǐng)域已經(jīng)存在許多多軸加工機(jī)床的研究[7-8],但是很少見到本文構(gòu)架的運(yùn)動(dòng)冗余機(jī)床,Chio等人曾提出了相似的配置,但是其 C 軸旋轉(zhuǎn)受限,約束其潛在定位能力[9]。本文構(gòu)架的九自由度微加工中心相比之下定位能力增強(qiáng),特別是 C 軸有所改進(jìn),機(jī)床可以加工微小形貌、自由曲面表面和不同微幾何特征的表面。盡管一臺(tái)五軸機(jī)床就可以加工復(fù)雜零件, 但是額外的四軸可以帶來(lái)更多的優(yōu)勢(shì),例如幾何與跟蹤誤差補(bǔ)償,增大冗余軸的帶寬,但是又引入了新的問(wèn)題,
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結(jié)論
本文提出了一種由三軸微銑和六軸旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)組成的九軸數(shù)控微加工中心并研究其刀具軌跡生成與控 制策略,通過(guò)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析得到了系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù),并分別對(duì)微銑平移軸和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行控制策略研究,最后通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出方法的有效性,微銑軸的跟蹤誤差在 10 μm 以內(nèi),旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)的誤差為1 μm,旋轉(zhuǎn)誤差為 20 μrad,本文所提出的軌跡生成策略可以在不損失任何運(yùn)動(dòng)軸的情況下處理運(yùn)動(dòng)冗余, 同時(shí)設(shè)計(jì)理念,運(yùn)動(dòng)學(xué)和控制方法可以應(yīng)用在新型的微機(jī)床上,下一步需要研究提高帶寬和軌跡生成精度下,逐漸減小微銑力的影響。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過(guò)設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個(gè)典型案例,對(duì)于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用!本文摘要:通過(guò)對(duì)混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) … [了解更多]
2024-11
在機(jī)測(cè)量技術(shù)由于其成本低、檢測(cè)效率高、無(wú)需二次裝夾等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于零件加工測(cè)量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時(shí)又兼具測(cè)量功能。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號(hào)接收器、機(jī)床整個(gè)本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、測(cè)量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國(guó)家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對(duì)象,針對(duì)提升機(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時(shí),必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]