五轴联动机床RTCP控制及其结构参数测量研究

摘要

五轴 RTCP功能能简化编程和减小刀尖点非线性运动误差，针对不同拓扑结构五轴机床需要设计对应RTCP算法，制约了RTCP功能通用性和算法统一性。五轴RTCP功能是基于 RTCP结构参数的空间坐标变换，传统手工 RTCP参数测量方法效率低、精度差且应用局限。本文基于双摆头、双转台和混合结构五轴机床模型对通用 RTCP算法及RTCP参数自动测量关键技术进行了研究。
　　通用 RTCP算法针对双摆头、双转台和混合型结构建立控制模型，基于空间运动学理论，进行工件坐标与机床坐标变换，实现了以线性轴运动补偿旋转轴运动目的。VERICUT切削仿真、五轴机床运动测试以及实际叶轮加工验证，通用RTCP算法适用于三轴、四轴和五轴机床以及两回转轴线相交与相贯、正交与非正交情况。
　　基于触发式测头和标准球研究了 RTCP自动测量方法，测量宏程序控制测头与标准球碰撞进行球面坐标采集，4个球面点坐标用于球心计算，最小二乘技术对球心坐标拟合旋转轴线方向和空间位置，最终得到RTCP参数。
　　基于HNC-8二次开发了RTCP结构参数测量软件，实现测量高效便捷、自动化与应用。基于配置HNC-8系统的双摆头、双转台和混合结构五轴机床，进行了RTCP参数自动测量方法实际应用验证，自动测量能高精测量各类五轴机床RTCP参数。
　　本文实现了基于三种五轴结构模型的通用 RTCP算法并进行实验验证，弥补了RTCP功能统一性和通用性的不足。本文提出了RTCP参数自动测量方法并进行五轴机床实测，克服了传统手工测量方法低效、精度差和应用场合局限的缺陷。

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1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景

1.3 研究的目的和意义

1.4 国内外发展现状

1.5 论文的主要工作

2 五轴联动机床通用RTCP算法统一建模

2.1 双摆头结构RTCP算法建模

2.2 双转台结构RTCP算法建模

2.3 混合型结构RTCP算法建模

2.4 RTCP算法应用验证

2.5 本章小结

3 五轴联动机床结构参数测量方案

3.1 RTCP结构参数测量原理

3.2 测量方案流程

3.3 测量循环宏程序

3.4 测量拟合参数后处理

3.5 本章小结

4 五轴联动机床结构参数测量应用

4.1 RTCP结构参数自动测量软件

4.2 五轴机床测量应用验证

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 结论以及创新点

5.2 展望

致谢

参考文献