二并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)床作為一種全新構(gòu)型的機(jī)床，其本身具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，如剛度高、承載能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)性能好、速度快和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等，近年來(lái)受到了國(guó)際學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛重視。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是并聯(lián)機(jī)床的重要組成部分，是決定機(jī)床性能的重要因素。由于并聯(lián)機(jī)床構(gòu)型和機(jī)構(gòu)參數(shù)的不同，很難有一種控制系統(tǒng)適合所有的并聯(lián)機(jī)床。因此只能有一種控制平臺(tái)，由開(kāi)發(fā)者自行配置硬件和軟件，采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)建造控制系統(tǒng)。本文主要對(duì)PC+運(yùn)動(dòng)控制卡結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，使用Visual

2、Basic編程語(yǔ)言，構(gòu)建了一套基于PCI-1243U運(yùn)動(dòng)控制卡的控制系統(tǒng)，并將這套控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于二并聯(lián)機(jī)床上。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)對(duì)并聯(lián)機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了概述，并提出的本課題的來(lái)源、研究目的、意義及主要內(nèi)容。
　　(2)對(duì)二并聯(lián)機(jī)床的控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了基于PC+控制卡的控制器，搭建出了并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)。
　　(3)對(duì)二并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析，

3、包括機(jī)床的位置、速度、加速度正解和逆解，工作空間分析，奇異性分析等。并利用ADAMS仿真軟件對(duì)位置、速度、加速度正解和逆解進(jìn)行仿真，得出機(jī)床不同的仿真形態(tài)并輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，為二并聯(lián)機(jī)床的控制系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。
　　(4)對(duì)二并聯(lián)機(jī)床的插補(bǔ)算法進(jìn)行了研究，包括空間軌跡、軌跡的插補(bǔ)、位置反解、干涉檢驗(yàn)等。首先，建立空間軌跡的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型求出刀具軌跡的方程。然后，采用基于逐點(diǎn)比較法的插補(bǔ)算法對(duì)刀具軌跡進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算。最后，根據(jù)

4、插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果求解機(jī)床的位置反解，并進(jìn)行干涉檢驗(yàn)和速度校驗(yàn)。
　　(5)對(duì)二并聯(lián)機(jī)床的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用PC作為核心控制器，以Windows系統(tǒng)作為操作平臺(tái)，使用Visual Basic編程語(yǔ)言對(duì)控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。將整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，共分為用戶界面、干涉檢驗(yàn)、誤差補(bǔ)償、插補(bǔ)計(jì)算以及一些輔助模塊等。
　　(6)通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)二并聯(lián)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，編寫鉆連續(xù)孔和直線插補(bǔ)的程序，對(duì)二并聯(lián)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證