五轴联动数控加工非线性误差控制及后置处理

• 作 者: 吴大中
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 五轴联动 后置处理 非线性误差 曲面加工

本文将针对国家急需突破的重要战略装备制造能力落后的现状,跟踪国内外最新的研究成果和研究热点,开展针对复杂自由曲面的五轴联动数控加工技术的研究。针对应用于航空、航天、能源、国防装备等领域的大型整体薄壁零件的五轴联动数控加工工艺中存在的难题,如:零件结构复杂,极易发生干涉;毛坯材料的物理、化学特性及其切削性能引起的材料难加工;五轴联动数控加工的线性插补与五轴联动数控加工的非线性运动不匹配所导致的非线性误差等一系列具体问题进行了较为深入的研究,并解决了以下几个关键技术:1.针对大型薄壁零件,如航空整体叶轮、涡轮叶片、船用螺旋桨的五轴联动数控加工工艺规划。包括针对难加工材料的切削特性及五轴联动数控机床的结构特点,合理选择切削参数,刀具轨迹生成方法,以达到高效、高精密、高可靠性的五轴联动数控加工。2.针对五轴联动数控机床自身的结构特点,进行五轴联动数控加工后置处理技术的研究。通过对五轴联动数控机床加工运动链的分析和数学建模,开发五轴联动数控机床专用后置处理系统。3.分析五轴联动数控加工所特有的非线性误差的产生原理,根据微分几何理论,建立五轴联动数控加工非线性误差的数学模型、工程简化模型及非线性误差控制策略。4.采用将非线性误差控制算法嵌入后置处理系统的技术路线,优化数控加工程序,减少非线性误差,提高五轴联动加工质量和加工精度。本文的研究成果已经在上海电气集团与上海交通大学合作项目“五轴联动数控加工技术的研究与高档数控设备开发”中得到成功应用。