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轴微加工中心受到了广泛的关注[1-3],典型的应用有微型叶轮、微机电装置、表面织构和微模具等,传统具有串联运动学配置的机床存在主要构架的惯性累积,导致带宽及跟踪精度损失,采用气浮轴承尽管能够减小摩擦,但是又引入了新的成本问题和扰动刚度问题[4]。因此具有多自由度的机床成为解决此类问题的首选,多自由度机床能够在最少配置下获得不同的部件特征,在高进给速度下能够减少摩擦接触实现精密定位。
运动冗余机床曾被提出来通过额外的装置来实现无障碍工作区域和增强定位精度。Takeuchi 提出采用无摩擦空气静力驱动来提高定位精度,给一台五轴机床增加第六根轴来微铣加工具有复杂形状的微小型器件[5]。Lu and Usman 提出了一种六自由度的无摩擦磁悬浮高速工作台,具有较大的平面工作空间[6]。本文采用同样的磁悬浮原理设计一种具有六自由度的旋转台,同时结合一个三轴微机床构架了一个九自由度的微加工中心。
在微加工领域已经存在许多多轴加工机床的研究[7-8],但是很少见到本文构架的运动冗余机床,Chio等人曾提出了相似的配置,但是其 C 轴旋转受限,约束其潜在定位能力[9]。本文构架的九自由度微加工中心相比之下定位能力增强,特别是 C 轴有所改进,机床可以加工微小形貌、自由曲面表面和不同微几何特征的表面。尽管一台五轴机床就可以加工复杂零件, 但是额外的四轴可以带来更多的优势,例如几何与跟踪误差补偿,增大冗余轴的带宽,但是又引入了新的问题,
宇匠数控 备注:为保证文章的完整度,本文核心内容由PDF格式显示,如未有显示请刷新或转换浏览器尝试,手机浏览可能无法正常使用!
结论
本文提出了一种由三轴微铣和六轴旋转工作台组成的九轴数控微加工中心并研究其刀具轨迹生成与控 制策略,通过正向运动学和逆运动学建模分析得到了系统的闭环传递函数,并分别对微铣平移轴和旋转工作台的转动轴进行控制策略研究,最后通过仿真与实验验证了本文提出方法的有效性,微铣轴的跟踪误差在 10 μm 以内,旋转工作台的直线运动的误差为1 μm,旋转误差为 20 μrad,本文所提出的轨迹生成策略可以在不损失任何运动轴的情况下处理运动冗余, 同时设计理念,运动学和控制方法可以应用在新型的微机床上,下一步需要研究提高带宽和轨迹生成精度下,逐渐减小微铣力的影响。
2024-11
本文以组合式六角亭模型为实例,分析工艺难点与加工可行性,指出该模型的加工难点是模型形状不规则和整体刚性差,并通过设计新的工艺方案解决加工难点,完成了模型整体的加工。新的加工工艺有助于提高加工效率和精度,为五轴数控加工提供了一个典型案例,对于五轴加工中心数控加工也具有指导作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠数控 备注:为保证文章的完整度,本文核心内容由PDF格式显示,如未有显示请刷新或转换浏览器尝试,手机浏览可能无法正常使用!本文摘要:通过对混联五轴加工中心自适应深度学习控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 创 新 之 处 在 于:1)建 立 了 机 床 的 运 动 学 … [了解更多]
2024-11
在机测量技术由于其成本低、检测效率高、无需二次装夹等优势被广泛用于零件加工测量当中,使得五轴加工中心和五轴钻攻中心,同时又兼具测量功能。在机测量系统的构成如图1所示,硬件部分主要是由高精度探头、信号接收器、机床整个本体,软件部分由机床控制系统、测量软件等组成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
加工精度是影响机床性能和产品质量的主要难题,也是制约国家精密制造能力的重要因素。本文以五轴加工中心为对象,针对提升机床精度进行了研究。并且随着科技的发展,精密的仪器和零件在生产实践中占据的分量逐渐增加,在数控机床这种精密机器精度不断提高的同时,必须控制内外界环境的随机影响因素在… [了解更多]