數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法研究

摘 要：在加工零部件過程中，常見的數(shù)控加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡比較單一，也無法避免機(jī)床在加工過程中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)輪廓誤差，因此本文研究其運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償方法。本文介紹了目標(biāo)數(shù)控機(jī)床的概況，在分析數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差的基礎(chǔ)上，提出基于比例積分微分（（Proportion Integration Differentiation，PID）控制的數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償方法。為了防止PID控制信號(hào)偏大或過小，提升運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償精確度，在PID控制器計(jì)算過程中引入粒子群優(yōu)化算法。經(jīng)仿真試驗(yàn)驗(yàn)證，使用效果良好，有效提升了數(shù)控機(jī)床的加工精度，最大程度避免了數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差導(dǎo)致的產(chǎn)品加工質(zhì)量下降。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；比例積分微分控制；粒子群優(yōu)化算法

中圖分類號(hào)：TG 519" " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著人們的物質(zhì)需求日益增長，制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭日益激烈，零部件產(chǎn)品的加工精度和生產(chǎn)質(zhì)量要求越來越高，但是多軸聯(lián)控?cái)?shù)控機(jī)床在加工零件過程中存在運(yùn)動(dòng)誤差，因此制造行業(yè)需要增強(qiáng)該類機(jī)床的加工精度，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率。本文提出的基于比例積分微分（Proportion Integration Differentiation，PID）控制的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償較為精準(zhǔn)，不會(huì)由于機(jī)床速度加快而變大，還可以在不改變數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的前提下增強(qiáng)加工精度，效果較為穩(wěn)定。該誤差補(bǔ)償方法縮短了精密零部件的加工周期，節(jié)約了投資成本，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

1 數(shù)控機(jī)床概況以及測(cè)量原理

1.1 機(jī)床概況

目標(biāo)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖1所示。在該數(shù)控機(jī)床（Computerized Numerical Control，CNC）系統(tǒng)中主要有X軸運(yùn)動(dòng)模塊和Z軸2個(gè)運(yùn)動(dòng)模塊。……