混聯(lián)機械手運動控制及刀具軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、本文研究的混聯(lián)機械手屬于五自由度混聯(lián)機械手。五自由度混聯(lián)機械手是由并聯(lián)工作頭和機床本體兩部分組成，是由并聯(lián)機構與串聯(lián)機構串聯(lián)而成的混聯(lián)機械手。它既有并聯(lián)機構的結構簡單、剛度大、穩(wěn)定性高，成本低、不存在累積誤差、靈活性高等特點，又有結合了串聯(lián)機夠運動空間大等特點。五自由度混聯(lián)機械手有著廣泛的應用領域，它可以應用于多面體加工，如木材的雕刻、異形石材等材料的加工，也可應用于搬運、安裝等領域。本文針對五自由度混聯(lián)機械手進行以下幾個方面的研究:<

2、br>　　首先，對混聯(lián)機械手的本體結構進行了樣機設計。論述了每個零部件的設計難點，研究了五自由度混聯(lián)機械手的三維建模過程，最終確定了五自由度混聯(lián)機械手的三維模型;通過solidworks軟件和adams軟件對并聯(lián)工作頭進行了干涉檢驗及運動仿真，進一步驗證了機構設計的合理性;研究了五自由度混聯(lián)機械手的并聯(lián)工作頭的二維設計，確定了并聯(lián)機構的總裝圖、局部裝配圖、零件圖，進一步細化了每個零件的合理設計尺寸。
　　其次，對五自由度混聯(lián)機械手

3、的運動控制進行了研究，其中并聯(lián)機構是運動控制的難點。本章研究了并聯(lián)工作頭的三種運動控制算法，即是PD算法、PD加重力補償控制算法和計算力矩法，通過Matlab\simulink軟件仿真驗證得知，計算力矩法，控制效果好，抵抗外界干擾能力強;對擁有計算力矩控制算法的五自由度混聯(lián)機械手的并聯(lián)工作頭進行干擾試驗，系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠很快恢復穩(wěn)定，系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較高;研究了五自由度混聯(lián)機械手的刀具補償和進給控制，為五自由度混聯(lián)機械手的運動控

4、制提供參考。
　　再次，本章對五自由度混聯(lián)機械手的加工刀具軌跡規(guī)劃進行了研究。對直線插補算法和圓弧插補算法進行研究與比較，直線插補算法和圓弧插補算法是零件加工中最常用的兩種插補算法，五自由度混聯(lián)機械手既能實現(xiàn)圓弧插補算法，也能實現(xiàn)直線插補算法。本文選擇出了適合五自由度混聯(lián)機械手的插補算法。另外，計算了五自由度混聯(lián)機械手走到步長和走刀行距。
　　最后，搭建了五自由度混聯(lián)機械手的控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)。五自由度混聯(lián)機械手的控制系統(tǒng)，