航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

王伟; 张信; 郑从志; 赵旭东; 边志远; 姜忠

doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

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航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

王伟, 张信, 郑从志, 赵旭东, 边志远, 姜忠

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王伟, 张信, 郑从志, 赵旭东, 边志远, 姜忠. 航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(5): 787-793. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

引用本文:

WANG Wei, ZHANG Xin, ZHENG Cong-zhi, ZHAO Xu-dong, BIAN Zhi-yuan, JIANG Zhong. Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 787-793. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

Citation:

WANG Wei, ZHANG Xin, ZHENG Cong-zhi, ZHAO Xu-dong, BIAN Zhi-yuan, JIANG Zhong. Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 787-793. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

1.
电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;
2.
成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂成都 610092;
3.
中国电子科技集团公司第三十研究所成都 610041

基金项目:

国家自然科学基金(51205048); 中国博士后科学基金(2013M542265)

详细信息

作者简介:
王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

中图分类号: TH161.5

Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation

1.
School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;
2.
AVIC Chengdu Aircraft Industral(Group) Co. Ltd Chengdu 610092;
3.
NO.30 Institute of China Electronic Technology Corporation Chengdu 610041

摘要: 在综合考虑机床动静态因素的基础上, 建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型, 给出了刀具的实际运动位置和姿态, 基于包络理论求解了零件实际铣削成形点、线和层面, 采用曲面造型方法构建出零件型面的综合误差. 以复杂非可展曲面——"S"试件为例, 进行了加工误差的预测和分析, 给出了位置环、速度环等机床重要参数对工件铣削精度的影响, 并通过切削试验后的数据回归分析予以验证. 该平台的搭建为实现航空关键零件加工精度预测提供了技术支撑, 依据计算结果可实时调整机床的动态参数, 评估机床的加工状态.
- 精度预测 /
- 航空整体结构件 /
- 动态误差 /
- 多轴数控机床 /
- 精度建模
Abstract: Part accuracy in high-speed NC machining is often difficult to control, especial for large structure aviation. Small changes in some dynamic factors may lead to errors exceeding the allowable value. A method integrated machine on dynamic error factors and static geometric errors is presented to build the surface data of actual workpiece. Each servo axis movement is simulated and composed by kinematics of the joint bodies of the machine for calculating the actual position and attitude of the tool. The actual milling point is solved by the envelope theory and the final part of the surface is obtained by the surface forming method. A case study is analyzed through the "S" specimen sample, which is verified the composition of surface methods and get the milling error in influence of dynamic factors, such as the gap, the position loop and speed loop. This method can estimate the milling accuracy on large parts in advance, and help to adjust the dynamic parameters of the complex servo system. It provides a basis for better precision control effect and economic costs.
- accuracy prediction /
- aerospace monolithic component /
- dynamic error /
- multi-axis CNC machine /
- precision modeling

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[2]	殷国为, 李翔龙, 陈兵. 总线式数控机床动态误差测量及辨识 . 电子科技大学学报, 2023, 52(2): 313-320. doi: 10.12178/1001-0548.2022013
[3]	邢文革, 桂佑林, 顾万里. 多传感器系统误差特性匹配的动态估计与补偿算法 . 电子科技大学学报, 2021, 50(2): 186-192. doi: 10.12178/1001-0548.2020117
[4]	杨强, 杜平安, 周元, 游冬, 王勇. PCB板动态分析等效建模方法 . 电子科技大学学报, 2015, 44(3): 475-480. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.03.028
[5]	杜丽, 张信, 王伟, 付振华, 石荣波. “S”形试件的五轴数控机床综合动态精度检测特性研究 . 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 629-635. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.028
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[7]	周瑞. 应用室内结构布局提高Wi-Fi定位精度和稳定性 . 电子科技大学学报, 2013, 42(2): 295-299. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.02.022
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[9]	张贤勇, 熊方, 莫智文, 程伟. 程度与精度的逻辑差粗糙集模型 . 电子科技大学学报, 2010, 39(5): 783-787. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.05.028
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[16]	郭志勇, 李广军. 基于FPGA的高精度数据采集滤波系统设计 . 电子科技大学学报, 2004, 33(3): 250-253.
[17]	邓平, 范平志. 一种NLOS环境定位精度提高方法 . 电子科技大学学报, 2003, 32(6): 616-619,617.
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[20]	陈金岭, 王保强, 杨秀丽. 多传感器系统的灵敏度、选择性与精度 . 电子科技大学学报, 1997, 26(3): 318-323.

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航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂成都 610092;

3. 中国电子科技集团公司第三十研究所成都 610041

基金项目:

国家自然科学基金(51205048); 中国博士后科学基金(2013M542265)

作者简介:
王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

收稿日期: 2013-04-18
修回日期: 2014-06-20
刊出日期: 2014-10-15

中图分类号: TH161.5

关键词:

摘要: 在综合考虑机床动静态因素的基础上, 建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型, 给出了刀具的实际运动位置和姿态, 基于包络理论求解了零件实际铣削成形点、线和层面, 采用曲面造型方法构建出零件型面的综合误差. 以复杂非可展曲面——"S"试件为例, 进行了加工误差的预测和分析, 给出了位置环、速度环等机床重要参数对工件铣削精度的影响, 并通过切削试验后的数据回归分析予以验证. 该平台的搭建为实现航空关键零件加工精度预测提供了技术支撑, 依据计算结果可实时调整机床的动态参数, 评估机床的加工状态.

English Abstract

Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. AVIC Chengdu Aircraft Industral(Group) Co. Ltd Chengdu 610092;

3. NO.30 Institute of China Electronic Technology Corporation Chengdu 610041

Received Date: 2013-04-18
Rev Recd Date: 2014-06-20
Publish Date: 2014-10-15

Keywords:

Abstract: Part accuracy in high-speed NC machining is often difficult to control, especial for large structure aviation. Small changes in some dynamic factors may lead to errors exceeding the allowable value. A method integrated machine on dynamic error factors and static geometric errors is presented to build the surface data of actual workpiece. Each servo axis movement is simulated and composed by kinematics of the joint bodies of the machine for calculating the actual position and attitude of the tool. The actual milling point is solved by the envelope theory and the final part of the surface is obtained by the surface forming method. A case study is analyzed through the "S" specimen sample, which is verified the composition of surface methods and get the milling error in influence of dynamic factors, such as the gap, the position loop and speed loop. This method can estimate the milling accuracy on large parts in advance, and help to adjust the dynamic parameters of the complex servo system. It provides a basis for better precision control effect and economic costs.

引用本文:

Citation:

WANG Wei, ZHANG Xin, ZHENG Cong-zhi, ZHAO Xu-dong, BIAN Zhi-yuan, JIANG Zhong. Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2014, 43(5): 787-793. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

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doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

作者简介:
王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

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1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂成都 610092;

3. 中国电子科技集团公司第三十研究所成都 610041

作者简介:
王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

English Abstract

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1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. AVIC Chengdu Aircraft Industral(Group) Co. Ltd Chengdu 610092;

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作者简介: 王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

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出版历程

航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.05.027

1. 电子科技大学机械电子工程学院 成都 611731; 2. 成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂 成都 610092; 3. 中国电子科技集团公司第三十研究所 成都 610041

作者简介: 王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

English Abstract

Analysis for Machining Precision Prediction and Influencing Factors of Complex Surface in Aviation

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731; 2. AVIC Chengdu Aircraft Industral(Group) Co. Ltd Chengdu 610092; 3. NO.30 Institute of China Electronic Technology Corporation Chengdu 610041

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王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂成都 610092;

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作者简介:
王伟(1980-),男,博士,副教授,主要从事多轴机床精度检测理论方面的研究.

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. AVIC Chengdu Aircraft Industral(Group) Co. Ltd Chengdu 610092;

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