[01485930]基于多轴交叉耦合控制理论的三维高精度数控运动平台研制

“基于多轴交叉耦合控制理论的三维高精度数控运动平台研制”研究任务得到山东省高校科技计划项目资助,编号：J09LD51。 数控机床各运动轴之间响应延时不一致、实际伺服增益不匹配,直接影响了轮廓精度和加工精度的提高。本项目研究了适合多轴联动、适合复杂曲面并和插补方法密切配合的高精度交叉耦合控制器,主要包括轮廓误差模型和预测补偿算法;基于所提出交叉耦合控制理论,研制了一个三维高精度数控运动平台： 1.针对用直线段按精度要求逼近空间复杂曲线并使用空间直线插补加工（G01）,研究了一种“矢量法”空间直线轮廓误差计算模型。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。 2.针对用NURBS直接插补空间复杂曲线,研究了一种“三点圆弧法”轮廓误差计算模型。该模型的计算误差远小于曲线插补的最大允许弓高误差。 3.研究了一种轮廓误差补偿修正量预测计算方法,通过预测下一采样周期轮廓误差来计算本周期轮廓误差补偿修正量,实质上是顺应复杂曲线曲率变化趋势控制轮廓误差补偿修正作用的强弱。 4.基于所提出多轴交叉耦合控制理论,研制了一个三维高精度数控运动平台。轮廓误差耦合控制试验表明,相对现有的“切线近似法”轮廓误差模型,研究的多轴交叉耦合控制理论可显著提高轮廓精度。