基于開放式結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)建造
時間:2008-11-12 14:46:00來源:yangliu
導語:?結(jié)合并聯(lián)機床數(shù)控采用以“PC+適配器“為硬件平臺,以Windows操作系統(tǒng)為軟件平臺建造樣機的開放式數(shù)控系統(tǒng)。
摘要:結(jié)合并聯(lián)機床數(shù)控采用以“PC+適配器“為硬件平臺,以Windows操作系統(tǒng)為軟件平臺建造樣機的開放式數(shù)控系統(tǒng)。著重研究數(shù)控系統(tǒng)的總體方案、硬件平臺建造技術(shù)、多任務(wù)實時調(diào)度策略、用戶界面設(shè)計技術(shù)及并聯(lián)機床仿真技術(shù),并按照軟件工程思想編制了數(shù)控系統(tǒng)軟件
關(guān)鍵詞:并聯(lián)機床;開放式結(jié)構(gòu);CNC系統(tǒng);CAD/CAMr
為了提高對生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性,滿足快速多變的市場需求,近年來全球機床制造業(yè)都在積極探索和研制新型多功能的制造裝備與系統(tǒng),其中在結(jié)構(gòu)技術(shù)上的突破性進展當屬20世紀90年代問世的并聯(lián)機床(parallelmachinetool),它是將并聯(lián)機構(gòu)作為進給傳動機構(gòu)的數(shù)控機床,在功能上是加工、測量、裝配與物料搬運等多種工藝過程的集成,性能上是高剮度、高精度、高速度、高柔性、輕重量、低成本的集成,是機電一體化產(chǎn)品。因此,1994年美國Giddings&.Lewis和Ingersoll公司首次研制成功了稱為“變異型”(VARIAX和“六足蟲”(Hexapods)的并聯(lián)數(shù)控機床后,國內(nèi)外學術(shù)界推出多種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品化樣機,我國也將并聯(lián)機床的研究開發(fā)列入國家“九五”攻關(guān)、“863”高技術(shù)發(fā)展計劃,搶在國外產(chǎn)品占領(lǐng)我國市場之前,開發(fā)我國自己的并聯(lián)機床產(chǎn)品。天津大學在天津市重點基金、教育部“211”工程重點建設(shè)項目資助下,開展新型多功能并聯(lián)機床設(shè)計理論、關(guān)鍵技術(shù)研究及樣機建造工作。
[b]1 機床控制原理
1.1 機床傳動原理[/b]
圖1為機床等效機構(gòu)示意圖,3HSS并聯(lián)機床(在此,H為螺旋副,s為球面副)的主進給機構(gòu)采用三自由度并聯(lián)機構(gòu),由動平臺和3對立柱滑鞍一支鏈組成;每條支鏈中含3根平行定長桿件,各桿件一端與滑鞍,另一端與動平臺用球鉸(或虎克鉸)連接,滑鞍由伺服電機和滾珠絲杠螺母副驅(qū)動,沿安裝在立柱上的滾動導軌作上下移動,進而使動平臺僅提供沿笛卡兒系3個方向的平動,可以看出并聯(lián)機床與傳統(tǒng)機床的本質(zhì)區(qū)別在于,刀具在操作空間的運動是關(guān)節(jié)空間線性伺服運動的非線性映射,由于目前數(shù)控系統(tǒng)軌跡控制算法是針對笛卡兒坐標系開發(fā)的,不能直接用于并聯(lián)機床伺服驅(qū)動的運動控制。并聯(lián)機床常用且易行的軌跡控制算法是,首先根據(jù)精度要求在操作空間中離散刀具軌跡,并根據(jù)硬件所提供的插補采樣頻率,按時間軸對離散點作粗插補,然后通過虛實變換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到關(guān)節(jié)空間,再送人控制器進行精插補。因此并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺建造必須依賴于開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),而軟件設(shè)計主要解決控制器的虛、實映射插補算法效率及速度過渡問題。
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基于開放式結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)建造[/align][/b]