减振数控加工轨迹平滑和进给速度调度的建模与仿真

计算机数控(CNC)系统中的刀具路径平滑和进给率调度的数学模型对于高精度制造至关重要。 在最近的研究中,开发了G2 / G3(曲率连续/平滑)轨迹平滑和加加速度限制/连续进给率调度方案。 尽管如此,仍然存在一些无法同时满足的要求,包括有限的弦误差,G01点插值,解析曲率极值,实时性能,运动时间最优性以及刀具路径和进给率轮廓的平滑度。 最近,学者们发现了具有高阶几何连续性的刀具路径和具有高阶运动学约束的进给率的潜力,分别是在提高刀具路径的平滑度和减少加工过程中轴致动器的影响方面。 为了减少振动并确保较高的加工效率,该工作提出了具有有限弦误差和解析曲率极值的G4(曲率变化平滑)插值轨迹模型,以实现轨迹平滑,并采用了急动-平滑(可急动-微分)进给模式执行时间最优的进给率调度。 最后,开发了在各种几何和运动学约束下的实时刀具路径处理策略。 仿真结果表明,与G2过渡和G3插补方案相比,近似误差,曲率极值和进给率波动均得到了降低。 实验结果表明,与以前的工作相比,该方法在减振,表面质量方面具有优势。