57、机械加工中的力控制与三维测量技术

机械加工中的力控制与三维测量技术

在机械加工领域，切削力控制和高精度的三维测量技术对于提高加工质量和效率至关重要。本文将介绍一种用于多重复循环切削的模糊逻辑控制器，以及一种用于大型机器人加工复合材料的原位混合三维测量方法。

1. 多重复循环切削力控制

1.1 问题提出

在传统的切削力控制中，如果不考虑进给速度，控制器始终处于激活状态且初始进给速度为零，这会导致不必要的超调。因为切削力初始为零，控制器会增加进给速度以达到期望的切削力，但在工件未接触时，进给速度会持续增加直至达到最大值，一旦工件开始接触，高进给速度就会造成力的超调。

1.2 控制策略

为避免上述问题，可以采用以下策略：
- 控制器的激活与停用 ：在每次循环结束时停用控制器，当刀具返回进行下一次循环时，进给速度在下次接触工件前保持不变。
- 保存进给速度 ：当切削力收敛到期望值后，记录此时的进给速度，并用于下一次循环。由于每次循环的加工条件相似，使用上一次的进给速度可以减少进给速度的调整量，从而提高加工过程的稳定性，同时延长刀具寿命。

1.3 实验验证

为了验证上述控制策略的有效性，进行了两组实验：
|实验编号|切削长度 (mm)|切削深度 (mm)|是否管理模糊控制器激活|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|实验 1|20|1|否|
|实验 2|40|1|是|

• 实验 1 ：实验 1 未管理模糊控