五轴联动刀轴矢量平面插补算法

大多数数控系统仍默认以旋转轴角度线性插补插补方式进行铣削加工,实际刀轴矢量偏离理论刀轴矢量位置,产生极大的非线性误差。在五轴联动数控加工中心圆周铣削倾斜面时,表现为实际刀轴矢量偏离待加工平面,造成过切或欠切误差。而且,机床类型不同,铣削的误差表现形式也不同。经研究表明,此非线性误差完全来源于旋转轴角度的线性插补方式。从研究分析运动学坐标转换开始,从理论上研究旋转轴角度线性插补的原理和产生非线性加工误差的根源,提出刀轴矢量平面插补具体算法,并针对CA型双摆头类型机床进行仿真验证,新算法从根本上解决了该问题。

五轴数控加工非线性误差分析及控制策略

理论分析与仿真结果表明:旋转轴线性插补可以完成复杂结构件的五轴联动加工,且速度变化平滑,但刀轴矢量形成的曲面偏离加工表面引起非线性加工误差。矢量插补虽然可以避免旋转轴插补运动产生的非线性误差,但速度波动大,甚至导致机床剧烈振动,引起伺服和系统报警。结合航空薄壁件加工试验对旋转轴插补运动产生的非线性误差进行了分析,并对矢量插补存在的问题给出了改进策略。