三轴数控高中速钻机的进给速度论文(翻译).docVIP

东北石油大学本科生毕业设计（外文文献翻译） PAGE  PAGE 15 三轴数控高速钻机的进给速度 张得礼，周来水 (机械电子工程大学，南京航空航天大学，中国南京210016) 摘 要 为了提高数控机器的效率，假设采用相切圆弧来将拐角处的两个相邻的动作连在一起，画出轮廓，做出平滑路径。相切的圆弧半径可以根据轮廓线的精度进行调整，拐角处的进给速率可以通过限制相切圆弧段的最大进给速率进行控制。为了提前进行速度调整，会提出一个能提前预见一系列动作的算法，该算法可以避免切削刀具在拐角处的过载，减少圆弧移动中在拐角处的伺服机构部件的轨迹误差。用等效的梯形速度分布图来分析S曲线的速度分布图，可以精确其插值，这样就可以克服通过查阅表来近似计算出进给速率的不利因素，因此，即使在机器高速运转的情况下，也可以获得很高的准确度以及较好的表面粗糙度。该提议方法可以满足高速钻机实时分析的要求。现有算法十分有效，且已被必威体育精装版开发的高速铣床的数控系统采用。 关键词：计算机数字控制；进给速度平缓；S曲线速度分布图；高速钻机 数控号码：TG659；TP391 文件代码：A 文章编号：1005-9113(2009)03-0391-05 随着数控系统的发展以及计算机计算速度的增强，越来越多的功能都融入到现代数控系统中，其中也包含了一些复杂的算法，从而将进给速率以及机械加工的精度逐步提高。切削过程中的较大的脉冲会造成较差的工件表面质量，为了避免这种现象的发生，同时，也为了保护工作机，在拐角处要进行多段分段、平稳进给速度，这样既可以有效地减小脉冲，又可以提高机械加工质量。如果仅仅考虑进给速度，那么从一个分段到多重分段所采用平缓的从零开始，以一定加速度加速，达到一常量后再以一定加速度减速，再到零的进给速率是十分合理的。但当两个相邻路径的中间截面角度太大，以致于对工作机引起了很大脉冲时，在凹凸不平的表面上就会出现过大切削和过小切削。在参考[5]和[6]中，进给速率是由两个相邻动作的交叉角的大小来确定的，当交叉角数值大于定义数值时，进给速率就只会在一段中平缓。在某种程度上，这种方法可以减小脉冲、提高切削速度。然而，对于一定数值的定义，在大多数情况下取决于个人而非理论依据。在这篇论文中，将采用一种新方法：假设用一相切圆弧来将拐角处的两个相邻动作连在一起，画出轮廓，并做出平滑的路径。 与此同时，相切圆弧的半径可以由轮廓线的准确度来调整，可以通过限制刀具在圆弧处的最大速度来限制拐角处的进给速度。此外，为了提前进行速度调整，会提出一个能提前预见一系列动作的算法，该算法可以避免切削刀具在拐角处的过载，减少圆弧移动中在拐角处的伺用等效的梯形速度分布图来分析S曲线的速度分布图，可以精确其插值，这样就可以克服通过查阅表来近似计算出进给速率的不利因素，因此，即使在机器高速运转的情况下，也可以获得很高的准确度以及较好的表面粗糙度。1 圆弧分割段的进给速度控制 工作机的正常最大允许进给加速度受加工刀具的机械特性限制，因此，工作机的实际正常需要的进给加速度可能会超过最大允许的数值一小段曲率曲线。因此，在调整进给加速度时，工作机的机械性能必须被完全考虑到，进给加速度a、进给速度V以及切削部分的半径R之间的关系由下式可以看出： 最大的允许进给速度为： (1) 根据等式(1)，调整后的进给速度应该表示为： if (2) if 周政干，eta.l[7]，介绍了一种用不同的曲率来定义最大允许进给速度的测试切削方法。 2 在连续分段部分的平缓速度进给 图1所示为在两个相邻部件1和2之间，刀具的进给方向，定义两相邻推进运动之间的夹角为。如果角较大，伺服机构就会产生较大脉冲和轮廓误差。这样不仅影响了机械加工的准确性，同时也加重了刀具的磨损，减少机械系统和刀具的寿命。为了限制进给速度，假设相切的圆弧仅用于在拐角处的两条相邻线段之间画出圆滑路线，减小拐角处的轮廓误差，但实际上在加工过程中刀具路线并没有改变。 如图一所示，与两条线性分段相切的圆弧的中心在两个相邻推进运动夹角的补角的对称轴上。假设拐角处的点与圆弧之间的最小距离是，那么， (3) 根据等式(3)，相切的圆弧半径 如下式，为： (4) 经过的线性长度是：