Applicazione del sistema di controllo numerico multi-asse nella lavorazione superficiale

Il livello di integrazione e automazione dell'industria manifatturiera è diventato uno standard importante per misurare la forza scientifica e tecnologica di un paese. La Cina è un grande paese manifatturiero, che copre la stragrande maggioranza delle categorie di lavorazione mondiale [1], tra cui la tecnologia di controllo numerico e il sistema di controllo numerico hanno svolto un ruolo molto importante. Per vari tipi complessi di compiti di lavorazione, solo le tecnologie e i metodi di lavorazione a CNC con più collegamento al numero di asse possono essere completati in modo più efficiente [2]. Pertanto, la progettazione del sistema CNC multi-asse e del metodo di lavorazione CNC multi-asse Allo stato attuale, la Cina ha un certo divario con il livello avanzato del mondo nello sviluppo del sistema CNC a 5 assi e a 5 assi e dei metodi di lavorazione a CNC, che è diventato anche un problema di bottiglia che limita la profondità dello sviluppo dell'industria della lavorazione cinese. Pertanto, questo documento prende il sistema CNC a 5 assi come oggetto di ricerca, attraverso la ricerca di analisi del modello matematico e processo di controllo, fornisce la sua applicazione specifica nella lavorazione della superficie.

1. Modello matematico di posa del sistema CNC multi-asse

La chiave per realizzare la funzione di controllo e l'effetto di lavorazione del sistema CNC multi-asse risiede nella caratterizzazione accurata e nella ragionevole connessione dinamica di posizione e atteggiamento. In questo documento, la posizione e l'atteggiamento del sistema CNC multi-asse sono modellati sotto forma di coordinate omogenee.

Il completamento di una serie di azioni di un sistema di lavorazione a CNC multi-asse si manifesta come effetto cumulativo della rotazione e dello spostamento di ciascun giunto e di ciascun asse in spazio tridimensionale. Pertanto, per descrivere matematicamente il sistema CNC multi-asse, dipende dalla caratterizzazione della matrice di rotazione e dalla matrice di traduzione.

Controllo del processo di lavorazione del sistema CNC multi-asse

Dopo che il sistema di controllo numerico con collegamento multi-asse può essere descritto dal modello matematico, come impostare il programma di controllo numerico e consentire al sistema di completare l'attività di lavorazione secondo il percorso stabilito è la difficoltà dell'intero processo di controllo numerico. In questo documento, un algoritmo di controllo dell'impulso in tempo reale, RTPA (algoritmo di impulsi in tempo reale), è progettato per il processo di lavorazione del sistema CNC multi-asse.

Il processo di lavorazione a CNC è generalmente realizzato e completato dall'algoritmo di interpolazione e il controllo di ciascun asse nella lavorazione a CNC viene realizzato in base all'impulso del motore a passo passo, che deve formare la relazione corrispondente tra il processo di interpolazione e il tempo di generazione dell'impulso serie. Tuttavia, le prestazioni in tempo reale del tradizionale processo di interpolazione basato sulla frequenza degli impulsi non sono ideali. Pertanto, questo documento progetta un nuovo algoritmo di generazione di impulsi con migliori prestazioni in tempo reale dal punto di vista dell'algoritmo di trasformazione VF (frequenza di tensione). Il treno di impulsi generato da questo algoritmo può realizzare un controllo più efficace del sistema CNC multi-asse.
Test di simulazione della lavorazione della superficie per il sistema di controllo numerico multi-asse

Nel lavoro precedente, la progettazione della modellazione della posizione e dell'atteggiamento e dell'algoritmo di controllo RTPA sono state eseguite rispettivamente per il sistema CNC di collegamento multi-asse e la strategia di controllo effettiva del sistema CNC di collegamento multi-asse è stata determinata attraverso l'analisi dell'influenza dei parametri chiave . Successivamente, vengono condotti esperimenti di simulazione per verificare le prestazioni di controllo dell'algoritmo RTPA proposto in questo documento. Il test di simulazione sceglie la lavorazione della superficie come oggetto di lavorazione del sistema CNC multi-asse. La superficie ha una certa complessità in varie unità di lavorazione e l'algoritmo di controllo ha requisiti relativamente fini. La lavorazione dell'intera superficie è completata mediante traiettoria di lavorazione della curva continua.
In questo documento, viene studiato il sistema di controllo numerico con collegamento multi-asse. In primo luogo, sotto forma di coordinate omogenee, vengono modellati la posizione e l'atteggiamento in qualsiasi articolazione del sistema di collegamento multi-asse e sono derivati ​​i processi di generazione della matrice di traduzione e della matrice di rotazione. In secondo luogo, basato su componenti comparativi, contanti e generatori, viene costruito un algoritmo RTPA di feedback, che viene utilizzato per il controllo effettivo nel processo di lavorazione del sistema CNC multi-asse. Infine, viene eseguito un test di convalida con la lavorazione della simulazione di superficie come esempio. I risultati del test mostrano che il metodo del percorso di lavorazione dei dati della sezione basato sul percorso CC combinato con lo strumento di taglio a forma di z può essere completato correttamente. Allo stesso tempo, l'algoritmo RTPA può controllare efficacemente lo spostamento e la velocità nelle direzioni a tre asse.