二并聯(lián)機(jī)床運動控制系統(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，如剛度高、承載能力強(qiáng)、動態(tài)性能好、速度快和結(jié)構(gòu)簡單等，近年來受到了國際學(xué)術(shù)界和工程界的廣泛重視。運動控制系統(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，由開發(fā)者自行配置硬件和軟件，采用開放式體系結(jié)構(gòu)建造控制系統(tǒng)。本文主要對PC+運動控制卡結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，使用Visual

2、Basic編程語言，構(gòu)建了一套基于PCI-1243U運動控制卡的控制系統(tǒng)，并將這套控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于二并聯(lián)機(jī)床上。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對并聯(lián)機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展過程、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了概述，并提出的本課題的來源、研究目的、意義及主要內(nèi)容。
　　(2)對二并聯(lián)機(jī)床的控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計，開發(fā)了基于PC+控制卡的控制器，搭建出了并聯(lián)機(jī)床的運動控制平臺。
　　(3)對二并聯(lián)機(jī)床的運動學(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，采用基于逐點比較法的插補(bǔ)算法對刀具軌跡進(jìn)行插補(bǔ)運算。最后，根據(jù)

4、插補(bǔ)運算的結(jié)果求解機(jī)床的位置反解，并進(jìn)行干涉檢驗和速度校驗。
　　(5)對二并聯(lián)機(jī)床的軟件進(jìn)行了設(shè)計，采用PC作為核心控制器，以Windows系統(tǒng)作為操作平臺，使用Visual Basic編程語言對控制系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計。將整個控制系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，共分為用戶界面、干涉檢驗、誤差補(bǔ)償、插補(bǔ)計算以及一些輔助模塊等。
　　(6)通過實驗對二并聯(lián)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行了驗證，編寫鉆連續(xù)孔和直線插補(bǔ)的程序，對二并聯(lián)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行實驗驗證