混聯(lián)螺紋銑數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)與軌跡控制實驗研究.pdf

1、混聯(lián)機床是傳統(tǒng)串聯(lián)機床與并聯(lián)機床有機結合的產(chǎn)物，是目前并聯(lián)機床一個重要發(fā)展方向?；炻?lián)螺紋銑由并聯(lián)平面5R機構和絲杠組成，本文建立了混聯(lián)螺紋銑幾何模型，對其中的并聯(lián)平面5R機構進行了系統(tǒng)的運動學分析和運動軌跡規(guī)劃研究，基于寶倫FlexA4數(shù)控開發(fā)平臺，運用VisualC++編程工具，完成了混聯(lián)螺紋銑數(shù)控系統(tǒng)的軟件開發(fā)，并進行了5R機構初始位置標定實驗和軌跡控制實驗研究。
　　對混聯(lián)螺紋銑床中并聯(lián)平面5R機構進行了系統(tǒng)的運動學分析，建

2、立了其運動學正、逆解數(shù)學模型，并進一步研究了串、并聯(lián)奇異位形和理論工作空間，為實現(xiàn)并聯(lián)平面5R機構運動控制提供了求解模型和邊界約束條件。
　　通過理論分析和數(shù)值仿真的方法研究了5R機構桿長誤差與驅動關節(jié)轉角誤差對5R機構末端輸出點位置精度的影響;根據(jù)等弦長插補理論，設計了5R機構插補算法;分別應用末端笛卡爾空間軌跡規(guī)劃法和關節(jié)空間軌跡規(guī)劃法對5R機構進行運動軌跡規(guī)劃，獲得了連續(xù)、平滑的驅動關節(jié)角位移、角速度和角加速度曲線。

3、　　基于FlexA4數(shù)控開發(fā)平臺，運用VisualC++開發(fā)工具，完成了混聯(lián)螺紋銑數(shù)控系統(tǒng)專用控制界面和通用G代碼控制界面的開發(fā)，根據(jù)軌跡規(guī)劃曲線建立兩控制界面后臺程序的數(shù)學模型。使用MatlabGUI工具制作了并聯(lián)平面5R機構的圓軌跡動畫仿真界面和通用G代碼動畫仿真界面，實現(xiàn)了對輸入的運動參數(shù)或G代碼正確性的檢驗。
　　提出了一種并聯(lián)機構初始位置標定方法:在假設5R機構桿件尺寸精確和驅動桿精確擺動的前提下，圍繞基恩士激光位移傳感

4、器建立檢測系統(tǒng)，采集末端輸出點運動坐標，并根據(jù)關系方程，對采集的數(shù)據(jù)進行最小二乘擬合，獲得了5R機構的初始位置參數(shù)，為軌跡控制實驗提供運動參考初始位置。
　　在驅動電機不連接機械部分的條件下，使用兩個數(shù)控系統(tǒng)軟件控制電機完成空轉實驗，采集角位移數(shù)據(jù)，并在Matlab中完成數(shù)值仿真，結果表明可實現(xiàn)平面內(nèi)由直線段和圓弧組成的任意曲線軌跡的控制;進行聯(lián)機調試，采集運動過程中末端點坐標，由于機械零件制造誤差較大等原因，軌跡控制精度較差。這