Trajectory error estimation for machining center cutter path due to motion error between interpolation segments

插补段之间运动误差引起的加工中心刀具轨迹轨迹误差估计

基本信息

批准号：
21K03811
负责人：
丘華
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kyushu Sangyo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03811/
关键词：
機械エンジニアリング工作機械加工精度ＮＣ加減速制御運動誤差解析モデル工具経路運動軌跡のシミュレーション方法実験検証マシニングセンタ工具経路運動誤差推定加減速運動制御パラメータ同定運動軌跡シミュレーション

项目摘要

マシニングセンタ（MC）を使用して曲線輪郭を精密に加工する場合、得られた輪郭の形状精度が加工中に用いた工具経路の運動誤差と強く関連している。MCのNC装置内部の工具経路構成セグメントの加減速運動制御方式と関連パラメータの値が分かれば、切削実験をせずに切削条件に対応する工具経路の運動誤差ないし加工輪郭の形状誤差を把握することは可能であるが、通常では、MCの使用者にとって、このようなNC制御の詳細情報が開示されていない。本課題では、MCの使用者の立場から、比較的簡単な手段によって必要なMCのNC加減速制御のパラメータを確定する方法と、多数の短い補間セグメントからなる工具経路を対象に、指定される運動条件に対して、セグメントの加減速運動に起因する工具経路をシミュレーションしてその軌跡誤差を効率的に推定する方法の確立を目的とする。また、近年にMCのNCシステムに多く採用された加工モードやAI先行・輪郭制御技術と工具経路運動誤差抑制との関連についても検討を加え、それらの技術の現場活用に実用的な参考を提供する。前年度の結果に基づき、本年度の主な研究成果として、以下の通りである。１．円弧補間セグメントのNC加減速運動モデルを確立した。それに基づいてMCの円弧補間工具経路運動軌跡のシミュレーション方法を提案した。２．実測したMC工具経路の運動軌跡、シミュレーションした工具経路軌跡、加工したワーク輪郭の実測輪郭形状誤差を比較する結果から、提案した運動誤差モデルと工具経路シミュレーション方法の妥当性が確認された。３．対象MCの円運動半径減少量を便利に見積もる式がまとめられ、その妥当性も確認された。また、工具経路運動軌跡のシミュレーション結果から、各補間円弧部の運動誤差をNC工具経路に逆補正することにより、送り速度を下げずに工具経路の運動精度を向上する可能性が実機実験によって検証された。

当使用加工中心（MC）精确加工弯曲轮廓时，所得轮廓的形状精度与加工过程中使用的工具路径的运动误差密切相关。如果已知MC的NC设备内的工具路径配置段的加速度/减速运动控制方法和相关参数，则可以掌握与切割条件相对应的刀具路径的运动误差或形状误差，而无需进行切割实验，但总的来说，在此类NC控件上，有关NC控制的一般详细信息未向MC用户披露。该主题旨在建立一种方法，以从MC用户的角度通过相对简单的手段来确定MC的NC加速度/减速控制所需的参数，并建立一种方法，以模拟由段的加速/减速运动引起的工具路径，用于指定的运动条件，并估算轨迹错误。我们还将考虑近年来在MC NC系统中使用的加工模式与AI前控制技术之间的关系，以及抑制工具路径运动误差，并为在现场使用这些技术提供了实用的参考。根据上一年的结果，今年的主要研究结果如下。 1。已建立了用于圆形插值段的NC加速度/减速运动模型。基于此，我们提出了一种MC的圆形插值工具路径运动轨迹的仿真方法。 2。从比较MC工具路径的实际测量轮廓形状误差，模拟的刀具路径轨迹和机械工程工件轮廓的结果中确认了提出的运动误差模型和工具路径仿真方法的有效性。 3。方程式估计靶MC的圆形运动半径减小的方程已被编译，并且也已确认其有效性。此外，从刀具路径运动轨迹的仿真结果中，提高工具路径运动准确性的可能性而不降低进料速度，而通过将每个插值的ARC部分的运动误差降低到NC刀具路径。