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“面向复杂轨迹的多轴数控轮廓误差控制关键技术研究”来源于山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目,编号：BS2011ZZ014。 从解决数控各联动轴实际动态性能不匹配严重影响轮廓精度这一难题入手,面向复杂轨迹,研究了多轴数控轮廓误差交叉耦合控制的关键技术： 1.在轮廓误差计算模型方面：针对采用直线段逼近复杂曲线并使用空间直线插补,研究了“矢量法”轮廓误差计算模型,该模型的计算误差小于用直线段按等误差法逼近指令曲线时的逼近误差;针对采用曲线直接插补复杂轮廓,研究了“三点圆弧法”轮廓误差模型,该模型的计算误差远小于曲线插补的最大允许弓高误差;面向参数曲线刀具轨迹研究了“参数平均法”轮廓误差计算模型。这三种模型均不依赖于跟随误差,适合高速和小曲率半径数控加工控制。 研究了“旋转轴和直线轴”、“旋转轴和旋转轴”联动形成复杂轨迹时轮廓误差描述、计算方法。 2.在轮廓误差补偿修正量计算方面：研究了轮廓误差预测—校正补偿模型,实现轮廓误差补偿的滚动优化;借鉴生物系统的免疫机理,研究了免疫自调节PID轮廓误差控制器,以减小各种扰动的影响,提高轮廓精度。 3.在实验验证方面：运用研究的轮廓误差模型和补偿控制方法,搭建了双转台五轴运动平台实验环境。轮廓误差耦合控制实验表明,相对于现有的“切线近似法”轮廓误差控制方法,提出的多轴数控轮廓误差控制技术可显著提高轮廓精度。
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