CNC多轴运动控制系统轮廓误差分析
数控机床技术中的加工误差分析与解决方法
数控机床技术中的加工误差分析与解决方法近年来，数控机床技术在工业领域得到了广泛的应用和推广。
然而，在数控机床加工过程中，由于多种因素的影响，加工误差是难以避免的。
加工误差的存在直接影响产品的质量和精度，因此，加工误差的分析和解决方法变得尤为重要。
本文将通过对数控机床技术中的加工误差的分析，提出相应的解决方法，以提高加工精度和降低误差。
一、加工误差的种类和特点数控机床在加工过程中常见的误差有以下几种：1. 几何误差：由于数控机床的结构和加工方式，导致加工出的零件的几何形状与设计要求有一定偏差。
例如，平面误差、圆度误差、直线度误差等。
2. 运动误差：数控机床的运动系统存在一定的误差，如位置误差、速度误差和加速度误差等。
3. 加工刀具误差：刀具的形状和磨损程度会直接影响加工效果和精度。
刀具的磨损和变形会引起误差的累积和扩大。
4. 环境误差：加工过程中，环境因素如温度、湿度和振动等会对数控机床产生影响，导致加工误差的产生。
5. 人为因素：操作人员的经验和技能水平也会对加工误差产生一定的影响。
操作不当或者不合理的操作方式可能导致误差的产生。
加工误差的特点是累积性和随机性。
误差会随着加工的次数的增加而累积，同时误差的产生也具有一定的随机性，难以精确预测。
二、加工误差的分析方法为了有效地降低加工误差，首先需要进行误差分析。
在数控机床中，常用的误差分析方法有以下几种：1. 建立误差模型：通过建立数控机床的误差模型，可以较为准确地分析和预测加工误差。
误差模型可以由实验测量和数据分析得到，或者通过建立数学模型进行求解。
2. 检测和测量：通过使用检测和测量设备对加工件进行精确的测量，可以获取加工误差的具体数值。
常用的测量设备有坐标测量机、三坐标测量仪等。
3. 统计分析：通过对大量的加工数据进行统计和分析，可以找出误差产生的规律和影响因素。
统计分析可以帮助人们更好地理解和掌握误差的特点和规律。
4. 数值仿真：利用计算机仿真软件对加工过程进行模拟和分析，可以在较短的时间内得到加工误差的大致范围和分布情况，为后续的优化提供依据。
CNC数控机床加工误差分析与修正
CNC数控机床加工误差分析与修正随着制造业的发展和技术进步，机械加工行业也在不断地发展和进步。
CNC数控机床已经成为现代机械加工的主力军之一，具有加工精度高、生产效率好、加工重复性稳定、灵活性强等优点。
然而，CNC数控机床在加工过程中也会产生误差，导致加工件的精度下降，从而影响加工质量和产品的使用性能。
本文将分析CNC数控机床加工误差的原因，并介绍几种常见的误差修正方式。
一、CNC数控机床加工误差的原因1、机床原本的误差每台机床在制造时都存在一些误差，例如床身变形、导轨磨损、螺杆偏差等。
这些机床本身的误差会直接影响到加工件的精度和稳定性。
2、工件的自身特点加工件的材料、形状、尺寸、重量等特点也会影响加工过程中的误差。
例如，硬度高的工件在加工过程中会引起工具磨损、机床震动等问题，导致加工误差。
3、操作人员的技能水平CNC数控机床需要经过专业的操作人员进行操作、编程和维护。
如果操作人员的技能水平不高，容易导致误差的产生。
例如，编程错误、加工参数设置不合理、工具的选择不正确等。
4、加工环境的影响加工环境的温度、湿度、噪音等因素也会影响数控机床的加工精度。
例如，温度过高容易导致机床变形、膨胀等，从而影响加工精度。
二、CNC数控机床误差的修正方式1、校准和调整机床直接偏差的校准和调整是最基本的误差修正方式，是确保机床加工精度稳定性的基础。
校准和调整的过程包括测量、分析、调整，通常由机床厂商或专业维修人员进行。
2、编程调整针对加工件的材料、形状、尺寸、重量等特点，可以对CNC数控机床的工艺参数进行调整。
例如，选择适当的进给速度、切削深度和切削速度等，能够有效地减少加工误差。
3、工具的修正和更换工具的磨损、偏移等问题会直接影响加工精度，因此及时的维护和更换过期的工具非常重要。
同时，选择合适的工具也能够有效地减少加工误差。
例如，不同材料的加工需要使用不同材料的工具，磨削出不同形状的切削刃，以保证加工的精度。
4、加工环境的调整针对加工环境的影响，可以通过调整温度、湿度等因素来减少误差的产生。
CNC机床伺服系统跟随误差与轮廓误差分析_孙建仁.
C N C 机床伺服系统跟随误差与轮廓误差分析孙建仁, 胡赤兵, 把明儒112＊(1兰州理工大学机电工程学院, 兰州730050; 2酒泉钢铁(集团有限责任公司, 嘉峪关735100摘要:分析C N C 机床伺服系统轮廓误差与跟随误差之间的计算方法, 详细介绍位置增益、跟随误差和轮廓误差的数学模型, 讨论双轴数控加工中轮廓误差与跟随误差之间的关系。
指出多轴加工中轮廓误差建模和误差控制方法的理论意义及应用价值。
关键词:数控加工; 跟随误差; 轮廓误差中图分类号:T H 161文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2010 12—0037—04A n a l y s i s o n t h e t r a c k i n g e r r o r a n dc o n t o u r e r r o r o f C N Cs e r v o s y s t e m sS U NJ i a n -r e n , H UC h i -b i n g , B AM i n g -r u(1C o l l e g e o f M e c h a n o -E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g , L a n z h o u U n i v . o f T e c h . , L a n z h o u 730050, C h i n a ;2J i u q u a n I r o n ＆S t e e l (G r o u p C o . L t d . , J i a y u g u a n 735100, G a n s u , C h i n aA b s t r a c t :H o wt o c a l c u l a t e t h e t r a c k i n ge r r o r a n dc o n t o u r e r r o r o f s e r v os y s t e m s w a s a n a l y z e d . T h e p o s i t i o ng a i n 、tr a c k i n g e r r o r a n d c o n t o u r e r r o r w e r e d i s c u s s e d , t h e m a t h e m a t i c m o d e l s w e r e g i v e n i n d e t a i l . T h e r e l a t i o no f t r a c k i n g e r r o r a n dc o n t o u r e r r o r i n b i a x i a l s e r v o s y s t e m s w a s d i s c u s s e d . T h e t h e o r e t i c a l a n d p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e o f m o d e l i n g e r r o r a n d c o n t r o l l i n g e r r o r i n C N Cs e r -v o s y s t e m s w a s p o i n t e do u t .K e yw o r d s :C N Cm a c h i n i n g ; t r a c k i n g e r r o r ; c o n t o u r e r r o r1120引言在数控机床轮廓加工过程中, 各坐标轴常要求随加工形状的不同瞬时启停或改变速度, 控制系统应同时精确地控制各坐标轴运动的位置与速度, 由于系统的稳态和动态特性, 影响了各坐标轴的协调运动和位[1-3]置精度, 从而产生了轮廓的形状误差。
数控机床加工误差原因及对策分析
数控机床加工误差原因及对策分析数控机床是当今制造业的主要设备之一。
数控机床生产效率高，运行速度快，加工精度高，成品质量好，成本相对较低。
但是，在实际生产过程中，经常会出现加工误差，影响生产效率和成品质量。
因此，分析数控机床加工误差原因并寻找对策是很必要的。
本文将探讨数控机床加工误差的原因，以及如何通过改进措施来减少误差的发生。
一、误差的种类数控机床加工误差通常包括以下几种：1.轨迹误差。
轨迹误差是指数控机床加工时导致实际加工轨迹与期望轨迹之间的误差。
2.定位误差。
定位误差是指数控机床在加工中出现的位置偏差。
定位误差可能由机床本身、工件、刀具等方面的原因引起。
3.回转误差。
回转误差是指数控机床在进行旋转加工时出现的偏差。
回转误差通常由转台本身、传动系统和工件等原因引起。
4.表面误差。
表面误差是指数控机床加工表面的粗糙度、平整度、垂直度和平行度等参数上的误差。
二、误差产生的原因1.机床本身的精度。
数控机床的精度与质量直接相关，是影响加工质量的最重要因素。
如果机床本身的精度不高，则会直接导致加工误差的发生。
2.工具刃磨质量。
如果刀具的刃磨质量不好，切屑排出不畅等问题，也容易引起加工误差。
3.刀具稳定性。
刀具的稳定性是指在加工过程中刀具的稳定性，如果刀具不稳定，则极易引起加工误差的发生。
4.机床几何精度调整。
机床几何精度调整直接影响加工误差发生的概率，如果机床几何精度调整不当，则会引起加工误差的出现。
5.机床零部件磨损。
随着机床的使用，部件常会出现磨损，进而影响加工精度。
三、解决方案1.提高加工前的加工过程控制。
在加工前加强对加工过程的控制，可通过模具设计等预处理阶段减少误差出现的可能性。
2.注意刀具选择。
选择质量高的刀具，并保持刀具在加工过程中的稳定性。
3.指导及培训操作人员。
操作人员要具备相应的知识和技能，遵循正确的加工流程，熟练使用数控机床，能够及时发现和解决数控机床加工过程中的问题。
4.定期机床保养。
多轴精密数控机床成形运动及误差分析[权威精品]
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多轴精密数控机床成形运动及误差分析-权威精品本文档格式为WORD,感谢你的阅读。
最新最全的学术论文期刊文献年终总结年终报告工作总结个人总结述职报告实习报告单位总结摘要：多轴精密数控机床是一种典型的多体系统，传统研究方法已显现出很大的局限性，如需要较严格的假设条件，造成分析计算结果与客观实际相差甚远。
因此研究用多体系统理论解决机床的运动学和动力学问题，既适应了数控机床研究自身的需要，也扩大多体系统理论的应用范围。
本文将基于多体系统理论的数控机床成形运动、误差分析和建模方法进行探讨。
关键词：精密数控机床；成形运动；误差根据研究的对象和目的不同，多轴机床成形系统运动学模型有多种不同形式，如刀具成形函数、成形运动约束方程、空间误差模型等等。
机床有误差运动的运动学建模又称机床精度建模。
不论对机床加工精度预测还是对机床误差补偿，机床精度建模都是最为基本而又关键的工作。
一、多轴精密数控机床成形运行成形运动按其在切削加工中所起的作用，又可分为主运动和进给运动两类。
1.主运动。
由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前面接近工件，直接切除工件上的切削层，使之转变为切屑，从而形成工件的新表面。
通常主运动消耗的功率占总切削功率的大部分。
例如，卧式车床主轴带动工件的旋转，钻、镗、铣、磨床主轴带动刀具或砂轮的旋转，牛头刨床和插床的滑枕带动刨刀，龙门刨床工作台带动工件的往复直线运动等都是主运动。
主运动可以是简单的成形运动，也可以是复合的成形运动。
例如，用车刀车削外圆柱面，车床主轴带动工件的旋转运动B1就是简单的成形运动。
主运动就是复合的成形运动，它在切除切屑的同时形成了所需的螺旋表面。
2.进给运动。
由机床或人力提供的运动，它使刀具与工件之间产生附加的相对运动，是使主运动能够依次地连续不断地切除切屑的运动，以便形成所要求的几何形状的加工表面。
在机床上，进给运动可由刀具或工件完成，它可以是间歇的也可以是连续进行的。
CNC机床加工中的精度控制与误差分析
CNC机床加工中的精度控制与误差分析在现代制造业中，CNC机床已经成为一种关键设备，广泛应用于各个领域。
CNC机床的加工精度对于保证产品质量至关重要，因此精度控制与误差分析在CNC机床加工过程中起到了至关重要的作用。
一、精度控制CNC机床的精度控制主要包括几个方面，即机床本身的精度、夹具的精度、工具的精度以及工艺参数的控制。
1. 机床本身的精度机床本身的精度是指机床在设计和制造过程中所允许的误差范围。
在机床的设计和制造过程中，需要考虑到各个零部件的加工精度、装配精度以及机床结构的刚性等因素。
通过精密的设计和制造工艺，可以尽量减小机床本身的误差，并且通过校正和调整等方式进一步提高机床的精度。
2. 夹具的精度夹具是用于固定和定位工件的装置，夹具的精度直接影响到工件在CNC机床上加工的精度。
夹具的设计和制造需要考虑到工件的形状和尺寸、固定方式、定位方式以及夹持力等因素。
通过使用高精度的夹具，并采取合适的夹紧力，可以有效提高工件的加工精度。
3. 工具的精度工具的精度包括刀具的直径、长度、刃角和轴线的偏差等方面。
在CNC机床上，切削工具是直接参与加工的关键部件，其精度对于加工结果有很大的影响。
因此，在选择和安装刀具时，需要考虑到刀具的精度要求，并采取相应的措施来保证刀具的精度。
4. 工艺参数的控制在CNC机床加工过程中，工艺参数的控制对于加工精度至关重要。
包括切削速度、进给速度、切削深度、切削力等参数的选择和调整。
通过合理地选择和控制工艺参数，可以有效地减小加工误差，提高加工精度。
二、误差分析在CNC机床加工过程中，误差是不可避免的。
误差主要分为机床本身的误差、工件本身的误差和外部环境的误差等几个方面。
1. 机床本身的误差机床本身的误差是由于机床结构的限制、加工质量和装配精度等因素引起的。
机床本身的误差包括定位误差、运动误差和刚度误差等。
定位误差是由于机床定位系统的精度限制引起的，运动误差是由于机床的传动系统、运动系统和测量系统等因素引起的，刚度误差是由于机床结构的刚度不足引起的。
数控机床加工过程中的误差分析
加工动作的完成都可以按照世界坐标系的 3 个维度进行分
解，从而形成 3 个维度的运动效果。从加工目标来看，每个
维度的运动效果都会和预期的目标产生一定差异，导致最终
加工完成时出现误差。可见，数控机床的误差形成是多步加
工步骤后、多个组件共同偏差形成的累积结果。
为了能够对数控机床的误差进行建模，必须要有合理
稳出现的误差概率最大，超过 40%，接近 50% ；其次 是机床主轴出现偏移的误差概率，也超过了 40%。在 刀具误差中，刀具崩刃误差出现的概率最大，达 25%。 因此应密切关注这些影响比较严重的误差，确保数控 机床加工过程的顺利完成。
4 结论
数控机床是机械加工自动化的重要实现手段，是 目前高质量机械加工的最常见工具。为了确保数控机 床加工的稳定、可靠和持续运行，应进行深入细致的误 差分析。该文依托多体理论和齐次坐标理论，对数控 机床进行了综合误差分析，进而以三轴联动数控机床 为研究对象，分析加工过程中的主要误差，明确了机 床主轴误差和刀具误差是加工过程中最主要的误差。 最后，通过统计试验对主要误差类型进行了分析，结 论如下 ：机床主轴运行不稳出现的误差概率最大，其 次是机床主轴出现偏移的误差影响，最后是刀具误差 的影响。
就不会产生换刀误差。而加工过程没有达到一定的温度，也
不会出现热误差。另外，数控机床出厂时，第一类的装配误
差就已确定，使用方一般很难做出进一步的修正。因此对数
控机床影响最大的就是第二类误差，即运行误差，也就是机
械加工误差。
该文仍然以三轴联动的数控机床为例分析数控机床运
行过程中可能出现的误差。在数控产品的加工过程中，每个
因此，也有学者运用多体理论对数控机床进行整体分 析。所谓多体，就是将数控机床整体看成一个 复杂结构体，每个局部、组件都看成一个个 体，这些个体组合在一起就形成了一个多体 系统。多体系统会随着数控机床联动轴数增 加形成更复杂的结构，有的甚至具有多个分 支结构 [2]。因此按照一定规则对数控机床的 各组件进行编号，是一个有效的办法。为了 便于更好地分析数控机床的结构形态进行， 该文以一个常见的三轴联动数控机床为例进 行阐述，其结构大致如图 1 所示。
CNC系统运动平滑处理与轮廓误差研究
CNC系统运动平滑处理与轮廓误差研究CNC系统运动平滑处理与轮廓误差研究随着制造业的发展，数字控制技术（Computer Numerical Control, CNC）在加工过程中得到广泛应用。
CNC系统可以高效、精确地控制工具与工件之间的运动。
然而，在CNC加工过程中，由于各种因素的综合作用，工件表面的轮廓误差常常产生，这对于加工质量和产品性能造成不利影响。
因此，研究CNC系统运动平滑处理与轮廓误差成为了一个非常重要的课题。
CNC系统中运动平滑处理是指在工件加工过程中，通过合理的轨迹规划和运动控制方法，使得工件表面的运动过程更加平滑、稳定，从而减小轮廓误差的产生。
首先，运动平滑处理需要设计合理的轨迹规划算法。
这些算法可以根据工件的形状和加工要求，确定合适的运动轨迹，并通过数学模型将轨迹划分为多个小段，以便于控制系统进行计算和控制。
其次，在计算运动轨迹的基础上，还需要设计合理的速度控制算法，通过控制工具在加工过程中的速度，使得工件表面的运动过程更加平缓，减小轮廓误差的产生。
轮廓误差是指工件表面实际轮廓与理论轮廓之间的差距。
轮廓误差的大小与加工精度、机床刚性、加工刀具等多个因素有关。
在对轮廓误差进行研究时，一般需要从以下几个方面进行分析。
首先，需要对CNC系统的动力学特性进行建模和分析，研究CNC系统在加工过程中的振动和变形情况，从而确定其对轮廓误差的影响。
其次，研究材料切削特性对轮廓误差的影响。
不同材料的切削性能不同，会导致切削力和温度的变化，进而影响轮廓的精度。
此外，还需要考虑机床刚度、工具磨损等因素对轮廓误差的影响。
针对CNC系统运动平滑处理与轮廓误差的研究，许多学者和研究人员进行了大量的工作。
他们通过仿真和实验相结合的方法，研究了不同运动平滑处理算法对轮廓误差的影响。
研究结果表明，采用合理的运动平滑处理算法可以显著减小轮廓误差的产生。
此外，对于影响轮廓误差的多个因素，也进行了详细的分析和探讨。
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第4期
孙建仁等 : CNC 多轴运动控制 系统轮廓误差分析
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Hale Waihona Puke 2. 2. 2 大曲率半径圆弧轨迹轮廓误差分析 如图 4 所示为双轴大曲率半径圆弧运动, 假设 运动轨迹是 x y 平面上的一个圆弧 , 其圆心为 o 点 , 半径为 R, 在此可表示为 = RM x + My
2 2
2. 3 一般曲线轮廓误差分析 目前 CNC 多轴运动控制除了广泛应用直线圆 弧之外 , 还有用到抛物线甚至更高次式曲线, 因此对 一般曲线轮廓误差模型的讨论也非常重要 . 一般曲 ( 9) 线轨迹 , 基本上在不同时间可用一个对应圆弧来近 似 , 如图 5 所示, 以半径为 R 的圆弧近似. 经过对应 圆弧近似后 , 若出现在某一时刻为小曲率圆弧运动, 则采用式( 8 ) 误差模型 ; 若出现在某一时刻为大曲率 圆弧运动, 则采用式 ( 17) 误差模型 . 无论哪种模型, 必须先求出 sin 、 cos 及曲率半径 R .
[ 2 4]
可分为 3 类 : 机床结构误差 ( 如丝杠间隙、 导轨不 直、 热变 形等 ) ; 切削过 程影响 ( 如刀 具倾 斜、 磨损 等 ) ; 驱动系统的动态特性、 控制器与外部干扰引起 的误差 . 总的轮廓误差是这 3 种误差综合作用的结 果 . 有很多学者从数控伺服系统等方面对数控系统 轮廓误差进行过详细的研究 [ 6 8] , 但针对不同曲率圆 弧轮廓和一般曲线轮廓来研究数控轮廓误差的并不 多见[ 9 11] . 本文从几何角度研究和分析数控轮廓误 差 , 分析直线轮廓、 不同曲率圆弧轮廓和一般曲线轮 廓误差 , 并探讨跟踪误差与轮廓误差之间的关系 .
Analysis of contour error in CNC multi axis motion control system
SU N Jian ren1, 2 , H U Chi bing 1, 2 , W ANG Bao m in1, 2
( 1. College of M echan o Elect ronic Engineerin g, Lanzhou U niv. of T ech, Lanzhou 730050, China; 2. K ey Laborat ory of D igit al M anufact ur in g T echnology and A pplicat ion, Th e M inist ry of Edu cat ion, Lan zhou U niv. of T ech . , Lanzh ou 730050, China)
=
x sin - E E x 2R
C xE x - C yE y
图2 motion 直线运动的轮廓误差与跟踪误差
( 8) Ex 2R Ey 2R
为有普遍性, 同样令 C x = sin Cy = cos +
Fig. 2 Tracking error and contour error of straight line
第 36 卷 第 4 期 2010 年 8 月
兰 州 理 工 大 学 学 报 Jo ur nal of L anzho u U niv ersity of T echno lo gy
Vo l. 36 No . 4 A ug. 2010
文章编号 : 1673 5196( 2010) 04 0037 04
[ 5]
. 数控加工中影响轮廓精度的误差来源
1
轮廓误差与跟踪误差
运动控制系统的轨迹精度往往受机械与电气两
收稿日期 : 2009 11 04 基金项目 : 甘肃省教育厅科技计划项目 ( 0914 01) 作者简介 : 孙建仁 ( 1967 ) , 男 , 甘肃永登人 , 博士生 , 副教授 .
方面制约, 轨迹误差不可避免地存在 , 其主要体现在 轮廓误差与跟踪误差, 如图 1 所示. M 为当前理论
2
2. 1
轮廓误差分析
直线轮廓误差分析 如图 2 所示为双轴直线运动. 设轨迹运动为 x y
图3 Fig. 3 小曲率半径圆弧运动的轮廓误差与跟踪误差 Tracking error and contour error of circular arc motion with small radius of curvature
CNC 多轴运动控制系统轮廓误差分析
孙建仁1, 2 , 胡赤兵1, 2 , 王保民1, 2
( 1. 兰州理工大学 机电工程学院 , 甘肃 兰州 730050) 730050; 2. 兰州理 工大学 数 字制 造技术 与应用 省部共 建教育 部重点 实验室 , 甘 肃 兰州
摘要 : 在分析 CN C 多轴运动连续轨迹控制轮廓误差形成的基础 上 , 研 究提高轮廓 加工精度减 小轮廓误 差的方法 . 针对 CNC 机床两轴运动控制系统建立 直线轮廓 、 不同曲率半径圆弧轮廓及一般曲 线轮廓误差 模型 , 指出轮廓误 差 与跟踪误差的关系和轮廓误差形成机理 . 通过仿 真实验结果 表明 , 加入基 于轮廓 误差模 型的交叉 耦合控 制可以 大 大降低轮廓误差 , 提高轮廓控制精度 . 关键词 : CN C 多轴运动控制 ; 轮廓误差 ; 跟踪误差 中图分类号 : T H 161. 5 文 献标识码 : A
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兰
州 理 工 大 学 学 报
第 36 卷
位置 , M 1 与 M 2 点分别为不同情况下对应于 M 的 实际位置响应. 轮廓误差是指多轴运动不协调时实 际位置响应 M 1 ( M 2 ) 与理论轮廓轨迹之间的最短 距离 ; 跟踪误差则指在单轴运动中, 理论位置 M 点 与实际位置 M 1 ( M 2 ) 点之间的差值 .
图5 Fig. 5 一般曲线运动的轮廓误差与跟踪误差 Tracking error and contour error of common curvilineal motion
把轮廓误差转换到实际位置响应: ( - R ) 2 = ( M x - Ex ) 2 + ( M y - E y ) 2 = ( R sin - E x ) + ( R cos
Abstract: On the basis of analy sis of t he gener at ion of the conto ur error in t he multi axis mo tio n of con
t inuo us path cont rol of CNC, a m et hod f or decreasing co nt our error w as invest igat ed to im pro ve t he m achi ning accuracy. Mat hem atical models of co nt our error were set up f or st raig ht line conto ur, circular ar c one w it h dif f erence cur vature, and com mon curv ilineal co nt our f or CNC do uble axis mo tion cont rol syst em. T he g eneration mechanism of conto ur error and the r elat ionship bet w een t racking error and cont our erro r w ere po int ed out. T he sim ulat ion ex periment result demonst rat ed t hat the cont our err or could be greatly low ered by co mplem ent ing a cross coupled contr ol based o n t he cont our error models and t he cont rol accu r acy of t he cont our im prov ed.
图1 Fig. 1
轮廓误差与跟踪误差
Contour error and tracking error
N x + R sin ( - ) - E x =
从图 1 可知 , 轮廓误差与跟踪误差既有联系又 有区别, 如果单轴跟踪误差为零, 则轮廓误差一定也 为零 ; 但如果轮廓误差 为零, 跟 踪误差却不一 定为 零. 在实际生产过程中, 对于一个运动系统的控制目 标就是尽可能减少这两种误差 . 对于连续轨迹控制 系统 , 轮廓误差是影响最大的误差 , 系统中的其他误 差, 最终均反映为轮廓误差.
Key words: CNC mult i ax is m ot ion co nt ro l; conto ur error; t racking erro r
运动控制是指在复杂条件下 , 将预定的控制方 案、 规划指令转变成期望的机械运动. 运动控制系统 使被控机械运动实现精确的位置控制、 速度控制、 加 速度控制、 转矩或力的控制, 以及针对其被控机械量 的综合控制 [ 1] . 在 CNC 多轴运动控制系统中, 机床 数控系统根据插补结果发出位置控制指令对各坐标 轴进行独立的位置闭环控制, 驱动相应的机械传动 机构 , 最终实现精确的轮廓进给运动. 但在实际数控 加工系统过程中 , 插补器根据输入数据计算出各个 坐标轴的位置指令值 , 运动控制系统的轨迹精度往 往受机械与电气两方面制约, 轮廓轨迹误差不可避 免地存在
2 R 2 - 2R( E x sin - E y cos ) + ( E 2 x + Ey ) = 2 E2 x + Ey E x sin - E y cos - 2 2 R R
1+
R - R 1+
2 2 1 E x + Ey - 2RE x sin + 2RE y cos 2 2 R y cos + E E y = 2R