數控機床動態軌跡誤差仿真與優化研究

李連玉

(成都飛機工業 (集團)有限責任公司數控加工廠，四川成都610091)

目前數控機床加工運動普遍采用插補運算方式產生控制指令，由各軸隨動控制系統配合產生機床進給運動。在多軸聯動數控機床處于加工狀態時，在不同軸隨動控制系統中跟隨誤差的綜合影響下，必然導致刀具運動產生的軌跡與指令軌跡之間的偏差［1］，即文中所說的動態軌跡誤差。針對如何減小數控機床加工時的動態軌跡誤差，國內外相關學者做了大量的研究工作。

首先選取數控加工中的典型橢圓弧加工曲線進行參數化描述，并將其作為指令模型，據此對機床加工時的動態軌跡誤差進行了仿真分析，分析結果表明:數控機床加工動態軌跡誤差與所加工曲線的曲率和刀具的進給速度有關;在實際加工對象幾何特性已定的前提下，提出了根據所加工曲線的特性和機床控制系統的具體情況，對進給速度進行調整的動態軌跡誤差優化策略，該策略能夠根據當前加工曲線的曲率合理地改變機床進給速度，與傳統的進給速度固定的控制方式相比，能夠有效地提高高速加工環境下加工曲線的整體精度。

1 數控機床加工軌跡運動控制理論基礎

根據五坐標多軸聯動數控機床的運動配置和結構形式［2］，文中選取兩個旋轉軸均作用于主軸上的RRTTT型B－A式五軸數控機床進行研究。

數控機床加工軌跡運動控制原理如下［3］:插補器和位置控制器共同作用控制數控機床的加工軌跡，數控加工指令定義了加工對象的輪廓形狀，在理想狀況下為刀具的運動軌跡。……