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七轴并联机床数控系统的研发

作 者: 秦贞冬
导 师: 叶伯生
学 校: 华中科技大学
专 业: 机械电子工程
关键词: 并联机床数控系统 运动学算法 控制器 虚轴控制 仿真
分类号: TG659
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 197次
引 用: 2次
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内容摘要


目前,叶片、叶轮等复杂、不规则曲面零件的加工主要依赖进口的五轴联动加工中心来实现;随着数控技术的发展,一种新型的机床——并联数控机床以其多自由度的独特优势加入到复杂、不规则零件的加工队列之中,为制造业发展注入了新的血液。五轴联动加工中心是中国制造业市场不可或缺的,但进口价格昂贵,所以,开发国产并联机床及其数控系统,具有很强的实用性和广阔的市场前景。本文的主要研究内容如下:以哈尔滨量具刃具集团有限责任公司生产的BXK-4027型七轴并联数控机床为参照,分析了并联机床结构、功能要求和控制原理,确定了基于华中数控世纪星平台的数控系统开发方案。通过分析动静平台的空间结构和位姿关系,对并联机床运动学正反解算法进行了研究。并联机构运动学正解是运动学的难点,本文通过数值法中的Newton—Raphson迭代算法实现了正解求解,实用性强。通过分析并联数控系统对零件程序的处理过程,确定了并联机床控制器开发的流程,主要包括两部分:解释器和PLC控制。解释器主要包括程序译码、转台转角分解、代码转换、虚轴粗插补、速度控制、实轴精插补和位控处理等功能。PLC控制主要完成MST辅助功能及非自动状态下实虚轴运动的控制。详细介绍了并联机床数控系统仿真功能的实现。通过计算机图形学算法,并联机床二维、三维仿真及轨迹仿真得到实现,使并联机床加工过程更直观、形象的显现在用户面前。基于华中数控世纪星数控系统开发平台,对并联机床数控系统功能进行了开发和实现,研制出华中并联机床数控系统。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 课题的来源及研究目的  8-9
  1.2 课题的研究背景  9-16
  1.3 本文的主要工作  16-17
2 并联机床数控系统的总体方案设计  17-21
  2.1 并联数控系统的功能要求和特点  17
  2.2 并联数控系统的设计方案  17-20
  2.3 本章小结  20-21
3 并联机床运动学研究  21-33
  3.1 并联机床的位姿  21-23
  3.2 并联机床运动学反解  23-25
  3.3 并联机床运动学正解  25-32
  3.4 本章小结  32-33
4 并联机床数控系统控制器的设计  33-51
  4.1 并联机床数控系统解释器设计  33-45
  4.2 并联机床数控系统PLC 模块设计  45-49
  4.3 并联机床调试界面  49-50
  4.4 本章小结  50-51
5 并联机床数控系统仿真设计  51-61
  5.1 并联机床数控系统模拟仿真方案  51-52
  5.2 计算机图形变换原理  52-58
  5.3 并联机床数控系统仿真的实现  58-60
  5.4 本章小结  60-61
6 总结与展望  61-63
  6.1 全文总结  61
  6.2 研究展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
附录 作者在攻读硕士期间发表的学术论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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