基于PA系统的五自由度并联机床运动控制系统的开发

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tudeyu
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并联机床是高等空间机构学在现实中的研究成果,其具有累计误差小,加工精度高、刚度性能良好等优良特点。但同时,与传统机床相比,因为其实际加工路线与传统机床中设定路线不同,故其控制虚轴与实轴不统一并且工作空间不规则,需要在工程实际中进行部分控制的应用开发。为了满足功能性的要求,在对开放式数控系统PA控制结构进行了深入研究和设计之上,结合与深圳市科技项目五自由度抛光机床的特点和功能应用进行二次开发。  本文首先针对五自由度空间抛光机床Pentabot的结构设计要求,设计动平台相应零部件结构与机械制图,并对其刚度、强度等技术指标进行分析。同时设计并采买相关工程部件装备。在充分理解机床结构基础上,分析机构自由度并通过中央支链方程,分析机构逆解方程与姿态描述矩阵。为后续程序设计作理论支持。  然后对PA系统的体系结构及Compile Circle接口简要介绍,并根据逆解理论,对控制系统进行功能补充,设计虚实轴转换功能控制代码并调试,实现基本运动控制。同时根据工程需求,配置相应机床参数与驱动器参数。  为了满足Pentabot机床实时显示功能,本文对操作系统中人机交互界面编辑添加部分模块,设计并联显示功能插件和虚拟操控面板界面。同时设计部分PLC硬件控制模块,以实现机床面板响应、I/O信号处理等基础功能控制。  最后根据实际工程功能要求,设计相关机床电气系统,并进行相应的布置、装配与连线。根据已有设备进行初步安装,连接,试验调试等工作,满足对系统控制的硬件要求。  本课题研究成果可以为Pentabot抛光机床初步的运动控制提供部分理论支持和工程指导,具有较高的实用价值。同时也为我国的并联机构运动控制工程提供有意义的参考。
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