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数控加工是一种高效率、高精度和高柔性化的自动加工方法,可有效的解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题,是现代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术。数控技术的发展体现了一个国家生产设备自动化技术的水平。由于国外的先进数控技术一直处于封锁状态,因此研发自主产权的数控系统对我国的现代化发展有非常重要的意义。
所研制的数控系统属于开放式数控系统的一种。根据实际项目的需要,对数控系统的加减速控制方法、插补算法和多轴联动等核心技术进行了深入研究。
针对高速加工过程中由于加速度不连续造成的冲击、柔性差等问题,在分析常用加减速算法优缺点的基础上,提出了四次位移曲线加减速算法。并设计了四次位移曲线加减速算法和三次样条插补的粗精插补结合方案,符合伺服系统机械特性。该加减速算法比起S形算法加速度阶次更高,柔性更好,且算法实现相对简单。此算法已经在自主研发的数控系统中得到应用,实践表明其比传统的加减速算法在速度柔性控制方面有非常大的改进。四次位移曲线加减速控制算法在加工过程中电机运行平稳、效率高、加工表面光滑,是一种值得推广的加减速控制算法。
同时对五轴联动技术做了探讨研究,介绍了五轴数控机床的结构形式、配置种类及坐标变换方法等知识。详细阐述了五轴联动线性插补的原理,提出了两种实现五轴线性插补的方法,并在数控系统中编程实现了五轴联动线性插补。