6-3平臺并聯(lián)運動機床研究.pdf

1、基于并聯(lián)機構的并聯(lián)運動機床相對于傳統(tǒng)串聯(lián)運動機床具有運動部件質量小、加工精度高、適合高速加工、制造成本低等優(yōu)點。以6-3平臺為對象,對并聯(lián)運動機床進行運動學、結構、插補算法以及控制方面的研究,設計出一套基于四元數的數控系統(tǒng)軟件。
　　 首先,介紹了四元數與對偶四元數理論,分析四元數在表示剛體轉動時的優(yōu)點；并基于對偶四元數知識,對并聯(lián)運動機床坐標變換和反向運動學進行分析,發(fā)現對偶四元數表示坐標變換具有表達簡潔,計算效率高,存儲損耗

2、小的特點。
　　 其次,用自然坐標法推導出6-3平臺的新型雅克比矩陣；提出了并聯(lián)機構的兩個全局優(yōu)化指標,結合雅克比矩陣條件數,對6-3平臺的結構尺寸進行優(yōu)化。
　　 然后,以空間直線和任意圓弧為研究對象,闡述了在歐拉空間與姿態(tài)空間中機床插補的傳統(tǒng)算法,并用C++語言實現；通過分析歐拉角線形插補算法的缺點,提出了基于四元數理論的球面線性插補算法,并通過分析比較,發(fā)現四元數球面線性插補算法具有更好的連續(xù)性以及平穩(wěn)性；對歐拉空

3、間進行三次樣條曲線插補研究,同時應用四元數歐拉參數對姿態(tài)空間進行插補研究,解決了角速度連續(xù)的多位姿點插補問題。
　　 接著,應用差分進化算法對6-3平臺并聯(lián)運動機床的冗余自由度進行軌跡規(guī)劃；分析傳統(tǒng)PID算法的優(yōu)缺點,引入模糊PID控制算法對6-3平臺進行控制策略研究,并在MATLAB的SIMULINK環(huán)境下進行控制系統(tǒng)的仿真,仿真結果顯示模糊PID控制算法具有很好的控制效果。
　　 最后,分析并聯(lián)運動機床數控系統(tǒng)軟硬件