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。
UP8{5fx ' ~}, W8\C> 1 仿形運動分析
<u0,Fp kceyuD$3G 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定一個預期的壓偏量，仿形過程中實際壓偏量越接近預期壓偏量，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。
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B#)H4 $r15gfne > 圖1和圖2是仿形過程中模型型面、仿形速度及壓偏量的關(guān)系曲線圖，圖1a，圖2a為沿仿形方向截得的模型表面輪廓曲線圖，兩輪廓基本相同，圖1b、圖2b為與之對應的仿形儀壓偏量變化圖，但速度不同。仿形過程中預期壓偏量為400μm。分析圖1和圖2的實驗結(jié)果，可以得到如下結(jié)論：
H+x#gK2l vQHpf>o ·平面仿形精度高于曲面仿形，且仿形精度受仿形速度的影響較��；
mNDuwDd$S ·曲面過渡越平緩，實際的壓偏量越接近預期壓偏量，仿形精度也越高；曲面過渡越劇烈，實際壓偏量偏離預期壓偏量的值越大，精度就越低；
;s_"{f`Y6 ·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；
5v|EAjB6o ·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。
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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
K*+6`z#fMF L!y" d!6C 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。
-?fR|[\[U W.[BPR 1）軟減速電位線法
Y;_T= L S{: Cu}o 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：
moG~S] }-nU3{1 struct Point｛
$5A ^'q float X;∥節(jié)點的X方向坐標
P
}Te"Y float Y;∥節(jié)點的Y方向坐標
2 Y+:,ud\ ｝P［n］; ∥N個節(jié)點
[h-norB((
圖3 軟減速電位線法
根據(jù)模型的特點，輸入num≤n個節(jié)點坐標，就可以確定軟減速電位線的位置。考慮到模型型面的復雜程度，可以最多設置m條軟減速電位線。下面討論中軟減速電位線個數(shù)取為m，節(jié)點個數(shù)取為n。軟減速電位線用Line表示：
D#0O[F@l## i/$SN-5}1 struct Line｛
J-XTN"O struct P［n］∥軟減速電位線的節(jié)點
~Z/7pP+ float rg;∥軟減速電位線的控制范圍
MLS; SCl ｝L［m］; ∥m條軟減速電位線
AC4 l<:Yh 0( //D;j 2）自記錄控制法
6fGK (r 9)lZyE} 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。
8x{Hg9 ChE_unw 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(該格式應與仿形方式相對應，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，當其實時值與預定壓偏量的差值小于某設定值時，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與預期壓偏量Ddes的偏差|Dact-Ddes|≥Dlim(其中Dlim是預定的偏差量)，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，且在實際應用上不具意義，通過實驗人為設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
ti9}*8 P
{H{UKs# struct Learn｛
<L&eh&4c float X;∥記錄點的位置
hW'
HT int Dir;∥減速的方向
'9q6 aM/& struct learn*next;
m UgRm] ｝;
z_l. V /G) k
,fTW^
