慢刀伺服车削刀具补偿算法优化

摘要：

目的 优化刀具补偿算法,从而提高复杂曲面慢刀伺服车削加工的表面质量.方法 针对法向补偿算法容易导致X轴动态性能降低以及Z向补偿算法存在较大插值误差等问题,提出了一种基于坐标变换的几何补偿算法.通过坐标变换提高求解精度并简化算法,利用几何变换关系将X轴的补偿分量集中于Z轴,保证X轴的动态性能,并降低插值误差.以环曲面为例,对刀具补偿算法进行仿真分析和试验验证.结果 仿真结果显示,在法向补偿算法下X轴速度波动较大,而在本文提出的算法下X轴可以保持匀速运动;在刀具补偿环节,与本文提出的算法相比,Z向补偿算法产生的插值误差较大,最大插值误差达到了0.015 mm以上.试验结果显示,在法向补偿算法下环曲面的表面粗糙度值最大(Ra=0.112μm),且远大于Z向补偿算法和本文提出的算法;而在Z向补偿算法和本文提出的算法下,环曲面的表面粗糙度值相差不大(分别是Ra=0.066μm和Ra=0.062μm).在法向补偿算法、Z向补偿算法和本文提出的算法下得到的PV值分别为16.9、13.8、8.8μm.结论 在保证X轴动态性能的前提下,刀具补偿算法对表面粗糙度影响不大.与法向补偿算法和Z向补偿算法相比,本文提出的算法将环曲面面型精度分别提高了92.0％和56.8％,说明本文提出的刀具补偿算法可以提高表面加工质量.

关键词：慢刀伺服、刀具路径、坐标变换、几何补偿、表面粗糙度、面型精度

所属期刊栏目：51

分类号：TG506(金属切削加工及机床)

资助基金：江苏省现代农机装备与技术示范推广项目6026A9

在线出版日期：2022-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：308-316,383