仿形速度對于仿形加工的精度有主要影響，對于曲面過渡變化較大的型面，速度太快，仿形運動穩(wěn)定性較差，仿形精度就會很低。而對于仿形運動來講，未來路徑上的模型表面是未知的，因此仿形加工也就不可能有前瞻(Look-ahead)的功能。如果仿形加工始終采用一種速度，要想得到理想的精度，就不得不降低仿形速度，這樣就嚴重影響了加工效率。因此，在仿形過程中，針對不同的模型表面情況，采用特殊的控制方法，實時地調(diào)整仿形速度，進而得到較高的仿形加工穩(wěn)定性和精度，就顯得極有意義了。 l2r>|CGQ[  
83X/"2-K  
1 仿形運動分析 (s.o  
$/os{tzjd  
對于仿形加工，仿形儀壓偏量的大小影響加工的穩(wěn)定性和精度。在仿形加工中總要設(shè)定一個預(yù)期的壓偏量，仿形過程中實際壓偏量越接近預(yù)期壓偏量，仿形穩(wěn)定性和精度就越高，反之，仿形穩(wěn)定性和精度就越低。 &4[<F"W>47  
vDWr|M%``l  
圖1和圖2是仿形過程中模型型面、仿形速度及壓偏量的關(guān)系曲線圖，圖1a，圖2a為沿仿形方向截得的模型表面輪廓曲線圖，兩輪廓基本相同，圖1b、圖2b為與之對應(yīng)的仿形儀壓偏量變化圖，但速度不同。仿形過程中預(yù)期壓偏量為400μm。分析圖1和圖2的實驗結(jié)果，可以得到如下結(jié)論： -IGMl_s  
nWd:>Ur  
·平面仿形精度高于曲面仿形，且仿形精度受仿形速度的影響較��； xvHOY:  
·曲面過渡越平緩，實際的壓偏量越接近預(yù)期壓偏量，仿形精度也越高；曲面過渡越劇烈，實際壓偏量偏離預(yù)期壓偏量的值越大，精度就越低； W0+u)gDDz  
·曲面仿形速度對仿形精度的影響較大，在同樣的曲面上，仿形速度越大，仿形精度越低； ~y`Pwj  
·模型曲面上的形狀急劇變化處，如棱角、直壁、邊緣等處，仿形儀壓偏量變化很大，嚴重時會造成不正常的離模現(xiàn)象。

C?bXrG\  
圖1 仿形壓偏量曲線(v=1000mm/min) 圖2 仿形壓偏量曲線 (v=2000mm/min)

2 仿形控制的改進方法 *pY/5? g  
Sw/J+FO2  
仿形加工過程中，在模型曲面過渡平緩的位置時，可以采用較高的仿形速度，而當仿形頭在接近模型曲面變化劇烈的位置時，通過特殊控制方法使之減速，這時仿形頭的速度較低，慣性較小，這樣就可以使超調(diào)和欠調(diào)減小到最低限度，進而提高仿形加工的穩(wěn)定性和精度。同時也可提高仿形加工的效率。 g+VRT,r  
\gjl^#;  
1）軟減速電位線法 r';Hxa '  
}`?7\\6  
在仿形過程中，在模型棱角部分、曲面急劇變化等特殊位置附近設(shè)置軟減速電位線(圖3)。當仿形頭在軟減速線控制范圍中時，以較低的速度進行仿形加工，其余均采用較高的理想仿形速度。以XOZ平面掃描，Y方向周期進給仿形方式為例進行討論。軟減速電位線的節(jié)點用Point來表示： &qG?[R{  
O#A8t<f|M  
struct Point｛ hwc:@'  
float X;∥節(jié)點的X方向坐標 8U8P g2  
float Y;∥節(jié)點的Y方向坐標 T %$2k>  
｝P［n］; ∥N個節(jié)點

F%9e@{  
圖3 軟減速電位線法

根據(jù)模型的特點，輸入num≤n個節(jié)點坐標，就可以確定軟減速電位線的位置�？紤]到模型型面的復(fù)雜程度，可以最多設(shè)置m條軟減速電位線。下面討論中軟減速電位線個數(shù)取為m，節(jié)點個數(shù)取為n。軟減速電位線用Line表示： T,A!5V>cX  
3KB|NS  
struct Line｛ {-~05,zE  
struct P［n］∥軟減速電位線的節(jié)點 7cy+
Nz  
float rg;∥軟減速電位線的控制范圍 q|?`Gsr  
｝L［m］; ∥m條軟減速電位線 &9S8al 8"  
D:+)uX}MOf  
2）自記錄控制法 YWybPD4\(  
tj`tLYOZ@-  
在仿形加工過程中，利用自記錄控制法，記錄第一次掃描路徑中模型表面的形狀急劇變化處，如直壁、邊緣、折角等的位置。在以后的掃描路徑中，遇到這些位置，仿形速度提前降低，進而避免仿形儀壓偏量的大幅度波動，提高仿形加工穩(wěn)定性和精度。該控制方法針對的模型有一定局限性，比較適合圖3中的在某方向截面有類似性的模型，但其程序?qū)崿F(xiàn)較為簡單，并且實際中的模型也多為此種情況。 >|y>e{P  
dw@TbJ  
當然，也可以邊仿形邊記錄模型表面的特殊位置，即把新的特殊位置按一定格式(該格式應(yīng)與仿形方式相對應(yīng)，以便于查找)插入到記錄點的序列中去，并且始終檢查本采樣周期記錄點處壓偏量的變化情況，當其實時值與預(yù)定壓偏量的差值小于某設(shè)定值時，便認為該記錄點處的模型表面情況已平緩，進而把該記錄點剔除。該過程要占用相當?shù)腃PU時間，由于該控制模塊嵌在伺服控制模塊中，為中斷執(zhí)行方式，所以會對控制過程產(chǎn)生一定影響，比如數(shù)據(jù)采集的速度。程序?qū)崿F(xiàn)也較復(fù)雜。

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圖4 軟減速電位線控制模塊程序框圖

在此，仍以XOZ平面掃描、Y方向周期進給仿形方式為例。記錄采用偏差控制，僅記錄第一次仿形路徑上的特殊位置。在仿形過程中，當實際仿形壓偏量Dact與預(yù)期壓偏量Ddes的偏差|Dact-Ddes|≥Dlim(其中Dlim是預(yù)定的偏差量)，則記錄該位置點。為了避免記錄點記錄得過密，而占用過多內(nèi)存，且在實際應(yīng)用上不具意義，通過實驗人為設(shè)定一個最大記錄距離，當本采樣點與前一記錄點的距離小于該最大距離時，該點不作為被記錄點。利用鏈表結(jié)構(gòu)有利于節(jié)省內(nèi)存，且便于記錄和查找，可節(jié)省時間。記錄點用以下Learn表示 gNG0k$nP  
5)h+(u C3  
struct Learn｛ -Y5YCY!`  
float X;∥記錄點的位置 g|_HcaW  
int Dir;∥減速的方向 nNkyOaK*4  
struct learn*next; * [iity  
｝; j=`y  @~