Evaluarea Servo, Surse Geometrice

7/25/2019 Evaluarea Servo, Surse Geometrice

1/32

Evaluarea servo, surse geometrice si dinamice de eroare depe ma ini-unelte cu cinci axe de mare vitez.

Rezumat

Multe surse de erori exista in procesul de fabricare aformelor complexe. Unele aproximri apar la ecare pasde la geometria de proiectare a prii prelucrat.

Scopul lucrrii este de a prezenta o metoda pentru aevalua efectul de mare vitez i ncrcare dinamicridicat cu privire la erorile volumetrice la punctul centralinstrument.Semnalele de ieire de interpolare isemnalele main encoder sunt nregistrate icomparate pentru a evalua erorile de conturare rezultatedin ecare ax follo!up de eroare. Semnalele main

encoder sunt" de asemenea" n comparaie cu centrul deinstrument poziia punctului real ca nregistrat cu uninstrument de msurare numit minge capac pentru aevalua totalul erorilor geometrice non!contact.#outatealucrrii const n metoda pe care se propune a sedescompune erorile geometrice n dou categorii$ erorigeometrice cvasi!static independent de viteza de

traiectoria i erorile geometrice dinamice" n funcie deviteza de avans programat i care rezult din Structuramain devierea n timpul accelerrii axelor sale.%voluiacontribuiilor respective pentru erori de conturare" erorigeometrice cvasi!statice i dinamice erori geometriceeste evaluat experimental i o relaie ntre rata dealimentare programat i erorile dinamice este

evideniat.&uvinte c'eie$ instrument de main" erori geometrice"erori servo" erorile dinamice" prelucrare de mare viteza.


2/32

(.)ntroducere

*relucrare de mare viteza este cunoscut pentru a reducetimpul de prelucrare i pentru a mbunti calitatea desuprafa" ca urmare a procesului de tiere special.&apacitatea de a controla orientarea sculei n raport cu

piesa de prelucrat duce de asemenea la mbuntireaproductivitii. *rocesul de fabricaie include mai multeetape. +n primul r,nd" partea a mainii" n generaldescris de un model digital" este utilizat pentru agenera traiectoria instrument adecvat pentruprelucrarea" prin intermediul unui softare de prelucrareasistata de calculator. -cest pas" n general" vine cu

aproximri n partea geometriei $ o form complex pot interpolate i discretizate" ceea ce duce la diferene ntretraiectoria instrument generat i modelul numeric pe deo parte. *rocesarea post a dosarului de prelucrareasistata de calculator este necesar pentru a converticalea instrument n comenzi &. &alea instrument"descris iniial n piesa de prelucrat sistemul de

coordonate /&S0 trebuie s e transformate n sistemulde coordonate comun 1&S0. -ceast transformarecinematica invers este cel mai adesea realizat n timpulprocesrii post sau uneori calculate direct de ctre!unitata" dar n orice caz" pot s apar aproximri. -poi"#&!unitatea interpoleaz calea instrument dat exprimatn 1&S a oferi intrare sincron i dinamic admisibil pentruunitile de maini. 2iecare ax main este supusfollo!up erori" ceea ce duce la orientare i poziie eroriale instrumentului.


3/32

Structura mainii" n starea sa cvasi!static" sufer de lin3i micare erori care provoac poziia i orientarea eroriale instrumentului. Mai mult dec,t at,t" variaiile termice

ale mainii este o alt surs de erori. &,nd programatrata de alimentare i creterea real a vitezei" cum estede obicei n timpul procesului de prelucrare de marevitez" solicitrile dinamice ale structurii devin mai mare"deoarece de accelerarea diferitelor pri ale mainii.-cest lucru poate duce la unele modicri ale geometrieimainii" provoc,nd mai multe erori de poziie instrument

i orientare. +n cele din urm" forele care apar n timpulprocesului de tiere avanta4ul la instrument deformare"provoc,nd o alt surs de prelucrat eroare loc de lasuprafa. Sc'mitz et al. compara contribuiile geometrictermice" regulatorul si taierea erori oblig s inexactitipe o geometrie cu trei axe" folosind diferite metode iinstrumente pentru msurarea i evaluarea contribuiilor

respective la diferite rate de alimentare programate. 5'ua identicat erorile repetabile de maini!unelte folosindmodele 6!spline folosind un sistem la scar cross!gril.)bara3i identicat erori cinematic a unei maini!uneltecu cinci axe de erori geometrice de piese nite si acomparat rezultatele cu masuratori sferic. 6R)#7M-## i8napp masurat relativ punct central instrument 9&*0

abaterile ntre o sfer i un cuib de patru sonde liniarepentru a calibra un instrument de ax main ve. %r3ani Ma:er folosite main propriu sonda tactil dedeclanare pentru a msura un set de sfere de poziiefa necalibrat pentru a calibra aparatul i s evaluezeperformana sa de poziionare. +n cele din urm"Sc'en3e i colab. ofer o imagine de ansamblu a altormetode de msurare pentru a identica erori de maini!unelte n. ; metod pentru a evalua contribuiile surselorde eroare pentru a erorilor volumetrice carteziene la


4/32

punctul central instrument al unei masini!unelte cu cinciaxe" la diferite rate de alimentare programate estedescris n acest document . %rorile volumetrice

carteziene constituie de denit ca cele trei componenteale vectorului de poziia teoretic a 9&* n raport cucadru piesei n poziia sa real. %le sunt descompuse ncontribuia trei surse de erori$

efectul erorilor de monitorizare ale unitile axa" mait,rziu numit conturarea eror"scris$ c

erorile geometrice cvasistatice ale mainii" care

inclue legatura intre micarea erori i derivtermica"scris$ qs erorile geometrice dinamice" care rezult din

structura mainii de sectiunea sub sarcin dinamic"scris$ d

%valuarea celor trei surse de erori pot a4uta cuanticareaimpactului relativ al erorilor dinamice totale erorile

volumetrice" i relevana unui asociat model pentruaciuni corective.


5/32

*oziia actual a instrument n raport cu piesa deprelucrat este msurat cu un senzor de non contactenumit &ampbell" dezvoltat n cas" care asigur poziia

de o minge montat pe masa mainii n raport cu 9&*.>iferena dintre valoarea nominal i poziia efectiv ainstrument n raport cu piesa de prelucrat" nfiat pe2ig. (" se datoreaz servo!erorile ecare ax a mainii ila toate defectele geometrice ale structurii mainii.-ceast diferen corespunde sumei de c " qs i drespectiv eroarea de conturare" eroarea geometric

cvasi!static i eroarea geometric dinamic.


6/32

2ig ($ >iferena dintre poziia nominal a relativ 9&*la piesa de prelucrat nom calculate de la intrri controler i modelul

cinematic direct i poziia sa real msurat cu capbal.

%roarea de conturare c poate evaluat prinnregistrarea intrrilor controler main i valorile realeencoder i compararea poziia relativ a sculei ipiesei de cele dou puncte de vedere.


7/32

geometrice dinamice d . -cestea pot evaluate prinmsurarea totale erorile geometrice de!a lungul unuisingur traiectorie la diferite rate de alimentare

programate i ndeprtarea de conturare de eroare icvasi!statice contribuiile eroare geometric.

?.Model de contribuii de eroare ?.( >escompunerea totalul erorilor

)n timpul unei secvene de msurare" n puncte"

distribuite n mod egal" sunt nregistrate pe ecare dintrecele trei canale ale mingi capac.

Fig 2 !escompunerea eroari totale "n eroare de conturare #su$sec iunea %.2&, eroare cvasi-static geometric #su$sec iunea %.%& i de eroare geometric dinamic #su$sec iunea %.'&.

(itirile de pe mingea capac o)er valorile % componente ale di)eren eimsurat "ntre *t +punctul central instrument real i * +centrul real almingea maestru montat pe masa ma inii, scris pentru )iecare dintrecele n "nregistrat puncte #a se vedea )igura &.

/ *t 0* #&

1ezultatele sunt adunate "ntr-o matrice NX% scris, a a cum se arat "necua ia #2&


8/32


9/32

nom=Pt,nomPw, nom #%&

nom=DKT(Cnom,Anom,Ynom,Xnom,Znom) #'&

!i)erenta nominal a matrici Xnom +calculate din intrrileregulatorului este )ormat a a cum este descris "n rel #6&.

nom, 1T

nom,nT

X=

#6&

Apoi, di)eren a dintre X i Xnom exprim e)ectul erorii de conturare, eroarea geometric cvasi-static i eroarea geometricdinamic, a a cum explicat "n )ig 2 i eematic reprezentat "n Fig.' "n cazul , erorile uramarite de-a lungul x i y sunt mai micidec:t "n cazul 2, dar care rezult eroare conturare este maimare dec:t 2. !i)eren a enc se calculeaz pentru )iecare punct, av:nd "n

vedere cinematicii directe a trans)orma ma inii la geometrianominal i valorile de codoare enc=P t,encPw,enc #?&


10/32

@.@2

#mm& @

enc,xx

nom,x

-@.@2

@ @.6 .6 2

@.@

#mm& @.@=

enc,y@.@'y @.@2 nom,y

@

@ @.6 .6 2

@.

#mm&

@.@6

enc,z

znom,z

@

@ @.6 .6 28ime #s&

Fig . % Exemplu pentru cele trei componente ale di)eren ei volumetric cartezian proiectat "n cadrul ma inii, calculat cu sincronizate controlere intrri i valori Encoders reale pentru o rat de alimentare programat / 6;@@@ mm / min.

(ontroller (ontroller inputinput tool pat>

2,x8(* position

1,xy

11,y

x 2,y

2Actual 8(* Actual 8(*

position 0 case 2 position 0 case

Fig . 4: Exemplu schemtic !i"e#en ei !int#e x !e x c#tezin$ !e u#m#i#e !e e#o#e i contu##e e#o#e %!ptt !e l &1'().

enc=DKT(Cenc,Aenc,Yenc,Xenc,Zenc) %*)

(odi)icatorul valorile e)ective matricea di)eren volumetric este


11/32

construit de acela i proces ca i "n e< #6&.

uat prin calcularea di)eren ei dintre nominal volumetric Xnom matrice di)eren nalele de intrare controlor tre$uie s )ie sincronizate cu encodere valorile reale p

de la v:r)ul instrument )r a lua "n considerare "nt:rzierea introdus de procesul)ectuate arat cele care intervalul de timp dintre semnalele de codoare i controlgramat F. !ecodorul volumetric di)eren matricea Xenc este o$ inut prin aduc oler sincronizate i erorile codi)icatoare volumetrice sunt reprezentate gra)ic "n Fraiectoriei experimental este ecua iei #@&.


12/32

+-

z+-y 8ool

/m x

Pt

Pwl

Eor3piece

+0+

+y

+03+.2

+3

Fig . 6 Dn)luen a cele opt erori legturi pe erorile geometrice pentru masina unealta cu cinci axe studiat.

nde c are o dimensiune NX%, reprezent:nd eroarea de conturareexprimat "n cadrul ma inii.(om$in:nd e< #=& i #@& permite s- i exprime eroarea geometric cvasi-static i eroarea geometric dinamic ca di)eren a dintre semnalele "nregistrate utiliz:nd e


13/32

qs=l+m+td #2&

nde l ,m si td sunt respectiv contri$u ia erorilor legturi, erorile de

mi care i deriv termic.

%.%.2. egaturi intre erori4ir a propus un model pentru a produce e)ectul de axa-la-axa erori delegatura pe erori volumetrice 5%7. Cn acest model, erorile pentruma inile-unelte cu cinci axe sunt descrise de un set de opt erorigeometrice ale structurii ma inii. *entru exemplul din Fig. 6, erorile delegatura sunt

y ,iesirea perpendicularit ii "ntre X i G;

z , iesirea perpendicularit ii "ntre G i Z;

z , iesirea perpendicularit ii "ntre X i Z;

A , "nclinarea pe A "n Hurul valorii y

A , "nclinarea pe A "n Hurul valorii z

C ,"nclinarea pe ( "n Hurul valorii x

C ,"nclinarea pe ( "n Hurul valorii y

yC , a$aterea pe A "n raport cu ( "n y.

Ele sunt adunate "ntr-o matrice scrisaql

ql= % y z z A A CC yC T %1)


14/32

4odelul se $azeaz pe un principiu Iaco$ian. Erorile volumetrice dincauza celor opt erorile ale aparatului dintr-o postur 3, scrise ca unvector coloan trei component l , k este dat de e< #'&.

l , k=Jl , kql %14)

unde Jl ,k este erorea matricei 1acobiane exprimate dintr!o postur 3. Mai multe detalii sunt disponibile n @?" AB.5argarbas'i i Ma:er a descris o metod care utilizeaz

date &ap6all pentru a identica opt erori ale maini @A"(=B. -ceast metod este folosit i aici pentru aidentica cele opt parametrii modelului.

-poi" pentru ecare postur 3 cunoscuta a mainii"care corespunde valorile reale de codare" erorile l , kmatrice 1acobian i apoi l , k sunt calculate" ceea ce duce

la expresia pentru contribuiile erori l eC (A0.0

l=(

l ,kT

l , k

T ) (A0

unde l are o dimensiune n x ?" reprezent,nd cele treicomponente carteziene pe contribuiei modelat deerorilor la erorile volumetrice n ecare punct de!a lungultraiectoriei.


15/32

?.?.?. Motion errors ; stare termic de referin a mainii" n carevaloarea driftului este considerat a zero" trebuie s ealese pentru un test la vitez de alimentare programatsczut. -poi" poriunea de erori msurate n timpulacestui test nu este explic prin erorile prin eC. (D0 i

este atribuit erorilor de micare i erorile dinamicelocale.

+n @EB" 6ringmann i 8napp a propus o serie 2ourierpentru a modela erorile de micare ale unui legturi.Slimani a propus un model polinom pentru erorile demicare n @(DB.+n ambele cazuri" efectele erorilor de micare constituiede denite de funcii matematice continue i netede.


16/32

x @-%

6

#mm&

@

+m,exp,x

m,x +m,x

+

-6@ 2@ '@ =@ @ @@ .2@ '@ =@ @

x @-%

#mm&

=+

m,exp,y

m,y'

+m,y

+

2@ 2@ '@ =@ @ @@ .2@ '@ =@ @

x @-%

.@

#mm&

6+

m,exp,z

m,z @

+m,z

+

-6@ 2@ '@ =@ @ @@ .2@ '@ =@ @(urvilinear a$scissa #mm&

Fig.5 omp##e mo!elului polinom locl pent#u e#o#i !e mi c#e cont#i6u ii m i e#o#ilo# #ezi!ule m$so#te 7, exp %sum e#o#ilo# !e

mi c#e i e#o#ile !inmice locle) !e8 lungul o t#iecto#ie l o #t$ !e liment#e p#og#mt$ pe F 9 1mm 9 min.

*entru a evalua contri$u ia volumetric pe erorilor de mi care, este )olosit un model polinomial. Bingurul scop al acestui model este dea prezice local e)ectul celor cinci axe de mi care erori privind erorilevolumetrice de-a lungul traiectoriei experimental pentru ao extrage dinerorile volumetrice msurate. 4etoda polinom sa dovedit a )i mai u ors pun "n aplicare "n acela i timp o)erind rezultate satis)ctoare.Eroarea geometric dinamic sa dovedit a )i negliHa$il o vitez dealimentare programat sczut #"n compara ie cu legturi i erorile de mi care&, iar acestea sunt vizi$ile doar local de-a lungul traiectoriei, a a cum este descris "n Fig. = J normalizare tn parametru cale este creat pentru a descrietraiectoria experimental. Acesta a componentelor n distri$uit liniar, de @

pentru punctul prima la pentru ultimul punct. 4atricea erori rezidualeste curve- montaH cu )unc ii polinomiale pe tn. Apropierea duce la %


17/32

polinoame identi)icate *x, *y i pz. Aplicat montarea cur$a polinomduce la o )iltrarea de erori dinamice locale i zgomotul de msurare. 1ezultatele experimentale arat c, pentru aparatul testat, 2@ a )ost

o valoare adecvata pentru gradul polinomului. Bu$ 2@, montarea cur$anu a reprezentat erorile reziduale $ine, i peste 2@, unele oscila ii nea teptate a aprut. (ontri$u ia 4odelul a prezis pe erori de mi care este comparat cu msurarea e)ectiv "n Fig. =.

(ontri$u iile de erori de mi care la erori volumetrice m suntmodelate "n e< #?&.

unde tn,3 este componenta 3-t> pe calea parametrului normalizat. *rincipala sl$iciune a acestei metode este de a calculacontri$u iile de eroare de mi care pe $aza orei loc de poza e)ectiv a ma inii la )iecare punct. (u toate acestea, rata di)eren ial mic

contri$u iilor erorile de mi care reduce e)ectul de apropiere utilizat.

%.%.'. A$atere termic (>iar dac un arm-up se )ace i de "ngriHire este luat pentru a)avoriza sta$ilitatea termic a ma inii, o a$atere termic mic poate )iprezent.(a executarea unei traiectorii experimental poate dura maipu in de 6 s, aceasta poate )i considerat ca )iind instantanee )a de

mi carea capului de detectare din cauza a$atere termice. !in acestpunct de vedere, e)ectul termic a$atere pe erorile volumetrice pot )imodelate ca un o))set de la stat termice de re)erin cu privire la erorile


18/32

volumetrice msurate. *entru )iecare test, acest decalaH este dat devaloarea medie a di)eren ei dintre msurat deviere X i codi)icator doar predictie cu un model nominal, erorile de legtur modelate i

contri$u iile erori de mi care, a a cum este exprimat "n ec>ivalent e


19/32

'. (on)igurare i condi ii experimentale

'.. 4a in unealt

Acest studiu a )ost e)ectuat pe un Kuron 9X o ma in unealt cucinci axe descris "n Fig. ?. Acest aparat are o structur (AGFXZ8, cuo J ax de rota ie de '6 de grade-"nclinat. Acesta este ec>ipat cu ounitate de comand numeric Biemens Binumeri3 '@! *oerline.nitatea N( permite "nregistrarea varia$ilelor de sistem, cum ar )iintrri controler axa i valorile reale encoder pentru )iecare ax #X, G, Z,

A i (&.(ele speci documentare ma in EB c am$ele axe intrri controler i valorile reale encoder includ deHa compensa ii reac ie 5?7, ast)el "nc:t aceast surs poten ial de eroare nu este inclus "n acest studiu.8estele anterioare arat c intrrile axei regulatorului rm:n acelea ipentru )iecare execu ie a unui program. Ast)el, "nregistrarea intrrilorale regulatorului pot )i e)ectuate separate.


20/32

Fig . ;: *8 cinci xe m ini8unelte !otte cu mo!i"icte

?istem p@ll.

*ozi ia actual de codare i msurtorile (ap$ell sunt "nregistrate "mpreun "n timpul executrii traiectoriei. Cn cele din urm, toate cele@ de canale #6 pentru intrare de comand i 6 pentru valorile reale de

codare& sunt colectate.

!urata ciclului N( este % ms i )recven a de e antionare a Lall (ap este de @ 3Kz. *entru a sincroniza cu precizie i compara toate semnalele, @ N( semnalele sunt interpolate liniar la @3Kz. n punct se adaug la "nceputul traiectoriei experimentale pentrua o)eri o etic>et dedicat sincronizarea tuturor semnalelor "mpreun.4ai multe detalii sunt prezentate la s):r itul su$sec iunea '.%.


21/32

E.=. )nstrumente de masura externe

&ap6all const ntr!o minge de precizie maximamontat pe mas i un cap de detectare ec'ipat cu treisenzori capacitivi" montat ntr!un suport instrument naxul vezi 2ig. H0. &ele trei axele senzorilor capacitivi suntnominal reciproc ortogonale i intersecteaz ntr!unpunct numit *t" aleas ca 9&* virtual. -ceasta formeazo ortogonale senzori capacitivi de msurare frame.9'esunt pre!calibrat pentru obiectivul sferic" folosind un set

de trei etape de mare precizie liniare.

2ig . I$ %xperimental traiectorie$ st,nga" evoluiaecrui valorii de referin axe n funcie de unparametru cale normalizat u reprezent,nd abscisacurbilinie liniar scalate i dreptul" punctul de vedere alcentrului de master minge * traiectoria n sistemul demasina de coordonate ataat la J etape 0.


22/32

Neliniaritatea rspuns este men inut su$ @ 6M atata timp catexcentricitatea este men inut "n limitele %@@, iar distan a dintre senzor i mingea este "ntr-un interval %@@ centrat pe pozi ia la care senzorul d

un semnal @ olt. 4a ina este programat pentru a pstra centrul maestruminge * aproape de *t pentru a evita dep irea domeniul de msurarea senzorilor. Cn acest interval, tip standard, o incertitudine cu privire laproduc ia de senzori a )ost evaluat de mai Hos @' m 527.

Jrientarea ar$orelui este reglementat de a pstra orientare constatade detectare cap )a de sistemul de axe a masini +sau cadru masini#x, y, z& #)ig. ?&. *entru a exprima pozi ia de *t "n raport cu * "n cadrulma in unealt, orientarea axele senzorilor sunt cali$rate. Apoi, pozi ia

*t relativ la * pot )i proiectate "n cadrul ma ini-unelte, s- i exprime .(ele cap de detectare descrise "n 567 a )ost complet reproiectat

pentru a semni cativ a cre te rigiditatea i pentru a asigura deplasarea negliHa$il a senzorilor "n timpul unei msurtori "n solicitri dinamiceintervalului maxim de operare a ma inii unelte. Laza de master mingeeste o $ar de o el de '@ mm diametru "n uru$at la masa ma inii printr-un post de solid #)ig. ?& .(ele senzori citirile sunt ac>izi ionateHg>ea$ o aplica ie a$DE. 8oate calculul sunt puse "n aplicare "nprogramele de 4A8-a$.

'.%. 8raiectorie experimental

*entru a evalua contri$u iile conturarea, erori cvasi-statice i dinamice la di)erite rate de alimentare, o traiectorie experimental este

ales pentru a o)eri mai multe caracteristici. Nu tre$uie s dureze maimult de 6 secunde, atunci c:nd executat la viteza de avans programatcel mai mic #de exemplu, @@@mm / min&, "n scopul de a evitadep irea unitate N( dimensiunea $u))er de "nregistrare. Aceastconstr:ngere reduce lungimea maxim a traiectoriei, interzic:nde)ectueaz teste standard ca Bc>mitz et al. a )cut "n 5=7 .(ele mi care arezultatelor maestru mingea de mi carea de rota ie, ast)el calea axa sa este o cur$ complex. (a miscarea capului de detectare a )ostprogramat cu interpolare liniar, apare o di)eren rezultat programatde pozi ie "ntre * i *t. !i)eren a maxim admis a )ost ales ca @@ de milioane de "n )iecare direc ie a cadrului ma inii.


23/32

8raiectoria experimental +cu un col de aproape ptrat +a )ost alespentru a o)eri discontinuit i geometrice semni)icative care necesitaccelerare ale mai multor axe. Aceasta este solu ia aleas pentru a

genera o gama larga de sarcini dinamice, "n timp ce viteza de avansprogramat variaz. 8raiectoria experimental aleas este descris pentru)iecare ax, "n )unc ie de un parametru normalizate u variind de la @ la "n Fig. . Acest parametru reprezint a$scisa cur$ilinie liniar scalate de-a lungul traiectoriei. 8raiectoria, a a cum este perceput "n sistemul decoordonate ata at la etapa G, este, de asemenea, ilustrat. 8raiectoria estedescris de ? segmente liniare #programate cu $locuri O@&. Formatulinterpolare liniar conduce la v:r)uri de accelera ie "n zona de tranzi ie

"ntre )iecare segment, a a cum este prezentat "n Fig. @.

4i carea pe )iecare ax este programat cu interpolare liniar, i toate axele sunt sincronizate #F O1J* #X, G, Z, A, (&&. 4a ina esteporuncit "n spa iu comun #op iunea 81AFJJF& pentru a )urniza solicitrilor dinamice solicitate. *entru a evita viteza critic reducerea lacol ul )ormat de calea nominal la )iecare tranzi ie $loc, un

Jp iunea de conturare este )olosit, permi :nd rotunHire col uri cu o toleran axial )ixat la @m. 8raiectoria este administrat la ase ratedi)erite de alimentare programat, distri$uite geometric de la @@@mmPmin la Q=mmPmin


24/32

Fig . Q contri$u iile calculate a erorilor de urmarie, erori cvasi-statice i dinamice i aparatul asociat axele accelerare i $loc de tranzi ie la o rat de alimentare programat F / @@@ mm / min.

'. 1ezultate6. 6.. aloarea medie a normei


25/32

aloarea procentual medie a normei de-a lungul traiectorieiexperimental, numit k , pentru sursa 3, este )olosit pentru acompara contri$u iile )iecare surs de eroare i se calculeaz dup

cum urmeaz

unde ik , este linia-i din matricea k , , si 3 pot )i c pentru conturareaerori,


26/32

Fig . @ contri$u iile calculat a erorilor de )ollo-up, erori cvasi-statice i dinamice i aparatul asociat axele accelerare i $loc de tranzi ie la o rat de alimentare programat de F / Q=mm P min.


27/32

8a$elul prezint, de asemenea, importan a relativ a erorilorgeometrice cvasi-static, "n compara ie cu celelalte dou surse pentruratele de alimentare mici. (um era de a teptat, contri$u iile "nsumate

ale erorilor de conturare i erorile dinamice sunt "n cre tere de la ?M la ' %M pentru viteza de alimentare programat de @@@ mm P min irespectiv Q=mm P min

8a$elul 1eparti ia valoarea medie a surselor de eroare de-a lungultraiectoriei experimental pentru ase teste.

.8a$elul 2 erori maxime ale celor trei componente carteziene ale

geometrice contri$u iilor erori "n cele % direc ii ale cadrului ma inii.

8a$elul % erori maxim de erori de conturare i contri$u ii dinamice

erori "n % direc ii ale cadrului ma inii pentru = testate ratele de alimentare programate.


28/32


29/32

i a asea testul. Accelerarea pe )iecare ax este reprezentat gra)icpentru a arta c erorile de conturare i erorile dinamice pot urca p:nla un anumit punct, )ie legat la accelerarea. 8recerea de $loc extras din

unitatea N( este, de asemenea, gra)ic. (ele ? segmente interpolatliniar de traiectoria, men ionat anterior la punctul '.%, sunt vizi$ile peaceste ci)re. :r)urile de accelerare a teptate, care sunt legate detranzi iile de $loc, sunt vizi$ile "n Fig. @. Aceste v:r)uri de accelera ie sunt responsa$ile pentru apari ia $rusc a dinamice, se legate de eroridinamice. Cn condi iile acestor experimente, se arat c geometriama inii este a)ectat de accelera ii "n principal din cauza )ormatul interpolare liniar.Amploarea v:r)-la-v:r) a erorilor dinamice rezultate

este mai mare dec:t 6 " m lungul direc iei y. (ol ul vizi$il aproape demiHlocul traiectoriei "n Fig. impune accelerarea ridicat de mai multeaxe, vizi$ile "n Fig. Q i Fig. @. Barcina dinamic ridicat generat derezultatele scop erori geometrice dinamice vizi$ile. *rin urmare, Fig. @arat c precizia ma inii nu este a)ectat "n mod egal "n toate direc iile. !e exemplu, accelerarea ridicat al axei X pare a avea un e)ect redusasupra erorile dinamice con)orm Fig. @.

6.'. 1dcin medie ptrat a erorilor dinamice

1dcina medie ptrat valoarea erorilor dinamice de-a lungultraiectoriei "n )iecare direc ie cartezian sunt prezentate "n ta$elul '. Fig. prezinta evolutia d,#ms "n )unc ie de F pe un teren logaritmic.iniile "ntrerupte au ecua ii de )orma dat de e


30/32

Fig . Evolu ia d,#ms "n )unc ie de viteza de avans programat F "ntr-un complot logaritmic. inia punctat sunt cur$ prevzut modelelogaritmice.

8a$elul ' Evolu ia rdcina medie ptrat a valorilor erorilor "n )iecaredirec ie pentru di)erite rate de alimentare.


31/32

alorile 9 i N sunt o$ inute prin cur$a de aHustare pentru )iecare eroare i )iecare direc ie. Bcopul montarea cur$ei nu este de a propune

un model general pentru dinamic evolutia erori 14B, ci doar pentru ao$serva un rezultat special pentru condi iile experimentale ale acestuilucru. !eoarece 9 i n valori depind de traiectoria experimental, acesterezultate nu pot duce la concluzie general cu privire la per)orman ama inii "n ceea ce prive te rigiditatea dinamic, dar sugereaz un nou indicator de per)orman su$ sarcin dinamic, cu o traiectorie standard,concepute pentru acest scop .

=. (oncluzia

(ontextul de prelucrare de mare vitez necesit accelera ii ridicate dinma in. Cn aceste sarcini dinamice, structura ma inii nu mai poate urma un comportament a unui corp rigid. Noua metoda prezentat "n aceastlucrare permite s msoare eroarea volumetric la v:r)ul instrument, is evalueze contri$u ia erorilor geometrice dinamice. Experimentele de

la rata de alimentare programate ridicate au )ost posi$ile prin utilizareaunui instrument de msurare non-contact (ap$ell. (ap$ell a )ostconceput pentru a creste rigiditatea de msurare mai )ia$ile su$ sarcinidinamice ridicate. Evaluarea magnitudinea respectiv a erorilor deconturare, erorile geometrice cvasi-statice i erorile geometricedinamice, )olosind valorile medii ale norm sau erorile maxime,cuanti)ic impactul relativ al erorilor dinamice, care pot aHunge la

aproape 6M din eroarea volumetric total, av:nd "n vedere valoareamedie a normei.4ai mult, studiul rdcini medie ptrate a valorilorerorilor arat c "n acest caz particular, evolu ia erorilor 14B cu privirela viteza de avans programat poate )i aproximat printr-o legelogaritmic. Cn cele din urm, interesul principal al acestei lucrriexperimentale este de a propune o metod de evaluare erorile dinamicedirect la v:r)ul instrument. (>iar dac metoda poate )i aplicat numaipe cinci #sau mai multe& ma in axa sculei, datorit principiului aproape

lan cinematic, acesta poate )i un miHloc puternic pentru a valida modelepentru comportamentul dinamic al structurii cu msurarea in situ. B-aartat c interpolare liniar genereaz accelera ie i erorile dinamice


32/32

v:r)uri. Dn)luen a interpolare i de comand controler legii N( pe erorile dinamice pot )i, de asemenea, investigate cu aceast metod.

4ul umiri

Aceasta lucrare a )ost partial )inantat de !iscovery Orant de laNationala pentru Btiinta si Dngineria (onsiliul de (ercetare al (anadei

i e)ectuate pe ec>ipamentele ac>izi ionate cu un grant de la Fundatia canadian pentru Dnovare.

Evaluarea Servo, Surse Geometrice

Documents

Transcript of Evaluarea Servo, Surse Geometrice