李培新 马 跃 于 东 王志成, 韩 旭

1.中国科学院研究生院,北京,100049 2.中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心,沈阳,110171 3.沈阳高精数控技术有限公司,沈阳,110171

0 引言

轮廓误差的计算是高档数控系统的一个重要研究课题。目前离线计算轮廓误差的方法很多[1-4],虽然这些方法的计算精度很高,但是由于其计算复杂、计算时间较长,很难应用到实时计算轮廓误差的任务中。实时计算轮廓误差方法在工程上可以指导控制参数的选取,并为实时轮廓误差控制方法(如交叉耦合控制方法)提供支持[5-7]。目前,许多研究实时估算轮廓误差的方法中,轮廓误差的估算与跟随误差直接相关[8-11]。然而,这些轮廓误差估算方法对跟随误差的依赖性很大,估算的精度有待进一步提高,如Yeh等[8]提出的实时轮廓误差估算方法,对跟随误差有比较苛刻的要求。从数学上分析,计算轮廓误差最直接和有效的方法是计算反馈点到指令曲线的最短距离。这种方法计算的轮廓误差计算精度高,然而对于任意加工曲线,这种方法计算时间长,计算复杂,适合离线计算。为了达到实时估算轮廓误差的要求,需要将其作相应的简化。本文对上述离线计算方法进行修改,提出一种轮廓误差实时估算方法,该方法具有计算量小和精度高的优点,能够满足多种工程需要。

1 离线轮廓误差计算

1.1 线性轨迹命令下的轮廓误差

图1给出了线性轨迹命令下的轮廓误差计算方法,图中,P为实际位置点,R为指令位置点,ε为轮廓误差,e为跟随误差。……