面向并聯(lián)機(jī)床數(shù)控編程技術(shù)的研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)床是并聯(lián)機(jī)構(gòu)學(xué)、數(shù)控技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用，它相對于傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床具有諸多優(yōu)點(diǎn)，適合加工復(fù)雜曲面零件。 本文以開發(fā)面向5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床CAD/CAM集成系統(tǒng)和研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析新方法的實(shí)施過程作為主要研究內(nèi)容。系統(tǒng)分析了面向5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床的CAD/CAM集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、后置處理技術(shù)、工件坐標(biāo)系定位算法、快速干涉檢驗(yàn)算法、數(shù)控加工仿真技術(shù)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析新方法等問題，并做了加工實(shí)

2、驗(yàn)。目的是一方面解決并聯(lián)機(jī)床數(shù)控加工編程的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床對零件(尤其是復(fù)雜曲面零件)的數(shù)控加工，推動并聯(lián)機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化；另一方面是尋求一種分析并聯(lián)機(jī)構(gòu)的簡便、快捷的新方法，為并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析提供有效的工具。內(nèi)容如下： 提出了面向5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床CAD/CAM集成系統(tǒng)軟件的總體結(jié)構(gòu)，給出了系統(tǒng)軟件的信息流程；對該集成系統(tǒng)軟件進(jìn)行了模塊劃分，并闡述了各模塊的功能和實(shí)現(xiàn)方法。 采用一種

3、銑刀的通用模型進(jìn)行刀位計算，導(dǎo)出了五坐標(biāo)曲面加工的通用刀位計算公式；對5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床和刀具雙擺動5坐標(biāo)機(jī)床(A-B)進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)動分析，得出并聯(lián)機(jī)床動平臺兩個可變化的姿態(tài)角具有與刀具雙擺動5坐標(biāo)機(jī)床(A-B)中兩個擺動轉(zhuǎn)角相同的性質(zhì)。 闡述了5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床后置處理器的設(shè)計原則和功能，該后置處理器的結(jié)構(gòu)和后置處理過程；研究了后置處理過程中的關(guān)鍵問題，并給出了相應(yīng)問題的具體算法；用曲面加工的計算機(jī)仿真，

4、驗(yàn)證了后置處理器的正確性。 闡述了并聯(lián)機(jī)床工件坐標(biāo)系定位的重要性及其原則；通過對并聯(lián)機(jī)床靈巧度評價指標(biāo)的分析，提出了綜合靈巧度系數(shù)和綜合靈巧度的概念，介紹了綜合靈巧度在5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床軌跡規(guī)劃中的應(yīng)用；把5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床工件坐標(biāo)系的定位問題歸結(jié)為在滿足工作空間的前提下，對刀位文件綜合靈巧度的優(yōu)化，并利用復(fù)合形法對這個優(yōu)化問題進(jìn)行了求解，得到定位矢量；結(jié)合一個曲面定位的具體實(shí)例，給出了算法驗(yàn)證。 利

5、用單開鏈分析方法推導(dǎo)出5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動學(xué)方程，這種方法在一次運(yùn)動求解中就可以求出桿件的長度和各虎克鉸、球鉸的轉(zhuǎn)角，適合于并聯(lián)機(jī)床工作空間的快速干涉檢驗(yàn)；給出了該方法的算法流程；對具體算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。 提出了一種在中小型三維CAD軟件SolidWorks2000平臺下應(yīng)用OLE接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)5-UPS/PRPU并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)實(shí)體和刀具加工過程整合仿真的方法，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件。以VisualBasic和Acce

6、ss作為開發(fā)工具，采用基于參數(shù)化特征的三維建模方式，開發(fā)了具有可擴(kuò)展性的刀具和刀柄三維標(biāo)準(zhǔn)件庫。提出了裝配體參數(shù)化設(shè)計的方法，并應(yīng)用該方法實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)機(jī)床仿真過程中自動換刀操作和毛坯的自動設(shè)計。給出了仿真實(shí)例，并做了加工實(shí)驗(yàn)。 提出了綜合利用CAD軟件所具有的裝配約束和尺寸標(biāo)注功能來實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)分析的新方法。該方法可在普通的PC機(jī)上采用小型CAD軟件，不建立數(shù)學(xué)模型完成并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析，它具有簡單、快捷、直觀、求解精度高和重復(fù)性