五桿并聯(lián)機床標定方法與控制精度研究.pdf

1、近年來并聯(lián)機床的發(fā)展己成為機床研究領(lǐng)域的熱點之一,在許多方面它具有串聯(lián)機床所無法相比的優(yōu)點,擴大了傳統(tǒng)機床的應(yīng)用范圍。由于其具有剛度質(zhì)量比大、移動速度快、易于實現(xiàn)模塊化設(shè)計、制造成本低、加工精度高等優(yōu)勢,已經(jīng)成為新一代機床發(fā)展的重要方向。本文以五桿并聯(lián)機床為研究對象,對其運動學問題、精度問題、運動學標定、伺服控制系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整以及軌跡控制等方面進行了理論與實驗研究。
　　分析了五桿并聯(lián)機床的機構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)特點,對其位置正反解方程、

2、雅克比矩陣等運動學問題進行了求解。對機床的末端執(zhí)行器進行了軌跡規(guī)劃,運用MATLAB進行了運動學、動力學仿真,獲得了規(guī)劃運行軌跡下的兩驅(qū)動桿速度與加速度曲線圖,為標定和軌跡控制實驗奠定了基礎(chǔ)。
　　對影響五桿并聯(lián)機床末端執(zhí)行器誤差中的機床幾何誤差、插補誤差、伺服控制精度等主要因素進行了分析,建立相應(yīng)的誤差模型,通過仿真獲得了上述因素對末端執(zhí)行器誤差的影響規(guī)律,為提高末端執(zhí)行器控制精度提供了依據(jù)。
　　針對并聯(lián)機床初始位置測定

3、困難的問題,給出了一種五桿并聯(lián)機床初始位置標定方法,運用非線性最小二乘原理對初始位置進行求解,通過實驗對五桿并聯(lián)機床初始位置進行了標定,獲得了準確的五桿機麻初始位置參數(shù)。
　　根據(jù)機床末端執(zhí)行器輸出正解方程,通過對機床幾何參數(shù)進行求導(dǎo),獲得了機床末端輸出位置的誤差模型。對末端執(zhí)行器處于不同位置時的實際坐標進行測量,根據(jù)初始位置標定的結(jié)果,獲得了各個位置的實際誤差值,并通過誤差模型實現(xiàn)了對機床幾何參數(shù)的運動學標定,采用誤差補償修正了

4、機床控制程序中的對應(yīng)參數(shù),提高了機床的運行精度。
　　對五桿并聯(lián)機床伺服控制系統(tǒng)硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)進行了介紹,運用 MATLAB/sumlink建立了五桿并聯(lián)機床PID控制仿真模型,研究了PID控制參數(shù)對兩個驅(qū)動桿和末端執(zhí)行器階躍響應(yīng)特性的影響規(guī)律,獲得了優(yōu)化的PID參數(shù)。搭建了軌跡控制實驗系統(tǒng),研究了控制系統(tǒng)中的伺服增益參數(shù)以及PID控制參數(shù)對位置控制效果的影響。完成了控制界面的開發(fā)、調(diào)試和修改并進行了軌跡控制運行實驗