双转台五轴联动数控机床运动学模型及轮廓误差补偿控制研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-16页 |
| 1.1 课题的来源 | 第8页 |
| 1.2 课题研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.3 提高数控机床加工精度的主要方法 | 第9-11页 |
| 1.3.1 误差防止 | 第9-10页 |
| 1.3.2 误差补偿 | 第10-11页 |
| 1.4 轮廓误差控制国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.4.1 跟踪误差控制 | 第11-12页 |
| 1.4.2 多轴联动加工时轮廓误差耦合控制 | 第12-14页 |
| 1.5 本课题主要研究内容 | 第14-16页 |
| 第二章 双转台五轴联动数控机床运动学模型 | 第16-32页 |
| 2.1 D-H法原理 | 第16-22页 |
| 2.1.1 坐标系变换 | 第16-18页 |
| 2.1.2 齐次坐标变换矩阵 | 第18-19页 |
| 2.1.3 连续多次变换 | 第19-20页 |
| 2.1.4 D-H法建模步骤 | 第20-22页 |
| 2.2 机床运动学模型简介 | 第22-24页 |
| 2.3 利用D-H法建立坐标系 | 第24-25页 |
| 2.3.1 基坐标系 | 第24页 |
| 2.3.2 末端执行器坐标系 | 第24页 |
| 2.3.3 各关节上固连的坐标系 | 第24-25页 |
| 2.3.4 初始状态 | 第25页 |
| 2.4 变换矩阵 | 第25-27页 |
| 2.5 运动学正解模型 | 第27-28页 |
| 2.6 误差分析 | 第28-30页 |
| 2.6.1 刀心位置偏差 | 第28-30页 |
| 2.6.2 刀轴方向偏差 | 第30页 |
| 2.7 运动学逆解模型 | 第30-31页 |
| 2.8 小结 | 第31-32页 |
| 第三章 五轴机床轮廓误差分析与计算模型 | 第32-41页 |
| 3.1 传统的轮廓误差模型 | 第32-35页 |
| 3.2 五轴机床的两种轮廓误差 | 第35-40页 |
| 3.2.1 刀心位置轮廓误差计算模型 | 第36-37页 |
| 3.2.2 刀轴方向对轮廓误差的影响 | 第37-39页 |
| 3.2.3 刀轴方向轮廓误差计算模型 | 第39-40页 |
| 3.3 小结 | 第40-41页 |
| 第四章 基于运动学模型的轮廓误差补偿方法 | 第41-51页 |
| 4.1 传统交叉耦合控制方法 | 第41-42页 |
| 4.2 PID控制器 | 第42-44页 |
| 4.2.1 PID控制器原理 | 第42-43页 |
| 4.2.2 位置式数字PID控制器 | 第43-44页 |
| 4.3 基于运动学模型的轮廓误差控制方案 | 第44-47页 |
| 4.3.1 各轴控制电压 | 第46页 |
| 4.3.2 各轴的补偿量 | 第46-47页 |
| 4.4 粒子群优化算法优化PID控制器参数 | 第47-49页 |
| 4.4.1 粒子群优化算法基本原理 | 第47-48页 |
| 4.4.2 粒子群优化算法的适应度函数 | 第48页 |
| 4.4.3 粒子群算法优化PID参数流程 | 第48-49页 |
| 4.5 小结 | 第49-51页 |
| 第五章 轮廓误差补偿仿真结果与分析 | 第51-58页 |
| 5.1 机床动力学模型 | 第51页 |
| 5.2 仿真参数 | 第51-53页 |
| 5.3 使用粒子群优化算法整定PID参数 | 第53-54页 |
| 5.4 轮廓误差控制器仿真 | 第54-56页 |
| 5.5 小结 | 第56-58页 |
| 第六章 总结与展望 | 第58-60页 |
| 6.1 研究工作总结 | 第58-59页 |
| 6.2 课题创新点 | 第59页 |
| 6.3 进一步的研究方向 | 第59-60页 |
| 参考文献 | 第60-64页 |
| 攻读硕士期间的科研成果 | 第64-65页 |
| 致谢 | 第65页 |
