学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

PA系统中Tripod型并联机床控制模块的开发

作　者: 朱沙
导　师: 刘文涛
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: Tripod 串并联运动学 PA系统
分类号: TG666
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

Tripod型并联机床是国外开发的一种新型的串并联混合机构并联机床,兼具有串联机床和并联机床的特点。Tripod机床的结构实际是由成功商业运营的Tricept机构改进而来,各方面性能较原有结构得到得到较大提高。本文的主要研究工作是开发了基于PA(Power Automation)系统的Tripod并联机床数控系统,具体工作内容如下:首先对Tripod机床的运动学进行了分析,考虑到制造和装配误差因素,构建了引入更多结构参数的运动学模型,并推导了基于该模型的运动学正逆解算法,在此基础上推导了干涉校验算法,并分析了Tripod机床的非线性误差。运动学模型建立后,针对Tripod机床串并联结构的特点和功能要求,本文开发了基于PA系统的Tripod机床数控系统。PA数控系统是一种基于Windows平台的全软件CNC,采用了单CPU构架,具有其良好的开放性和稳定性。本文利用PA提供的Compile Cycles实时控制开放接口,编写了Tripod机床的正逆解算法程序嵌入PA系统,实现了机床的虚实轴变换,同时还加入了实时的干涉校验功能,并在HMI中开发了Tripod机床的专用显示页面,同时在PLC模块中实现了机床的采点测量功能。此外考虑到并联机床的结构多样性,作者还在PA系统中对并联机床集成模块做了初步尝试。系统开发完成后,设计并安装了系统测试电路完成了系统的测试实验。另外针对哈尔滨量具刃具厂的LINKS-EXE 700型Tripod机床的西门子数控系统,本文规划了该机床的PA数控系统改造方案。在Tripod机床精度标定方面,本文给出了鸡尾酒法和全位姿法两种标定方案,并进行标定实验,验证方案的可行性。上述研究工作验证了PA数控系统在Tripod型并联机床上的可行性,日后的并联机床研究工作提供了依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题的来源背景和意义  9-10
    1.1.1 课题的来源  9
    1.1.2 课题研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
    1.2.1 并联机床理论的研究现状  10-12
    1.2.2 并联机床数控系统的研究现状  12-14
  1.3 本文的主要研究内容  14-15
第2章 Tripod机构运动学建模  15-30
  2.1 Tripod机床的结构参数  15-17
  2.2 Tripod机床运动学逆解  17-22
    2.2.1 Tirpod并联机构的约束方程  17-19
    2.2.2 Tirpod串联机构部分分析  19-20
    2.2.3 机构的位姿逆解  20-22
  2.3 Tripod机床运动学正解  22-25
    2.3.1 并联部分运动学正解  22-23
    2.3.2 串联部分运动学正解  23-24
    2.3.3 Tripod机构正逆解算例  24-25
  2.4 Tripod机床的干涉校验  25-27
  2.5 Tripod型并联机床的非线性误差分析  27-28
  2.6 本章小结  28-30
第3章 PA系统中Tripod机床模块的开发  30-43
  3.1 并联机床数控系统的要求与特点  30-31
  3.2 开放式数控系统PA8000NT的介绍  31-33
  3.3 Tripod型并联机床模块的开发方案  33-40
    3.3.1 虚实轴的变换与干涉校验功能的实现  34-37
    3.3.2 Tripod机床人机界面的二次开发  37-39
    3.3.3 PLC模块与测量功能的实现  39-40
  3.4 Tripod机床控制模块的测试  40-41
  3.5 并联机床集成模块  41-42
  3.6 本章小结  42-43
第4章哈量集团LINKS-EXE700 机床的系统改造  43-50
  4.1 LINKS-EXE700 机床原系统结构  43-44
  4.2 电气系统改造方案  44-48
  4.3 软件系统的改造  48-49
  4.4 本章小结  49-50
第5章 Tripod机床的标定方案  50-59
  5.1 鸡尾酒法标定方案  50-52
  5.2 全位姿标定方案  52-54
  5.3 标定方案在Hexapod型并联机床上的实验  54-58
  5.4 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-64
致谢  64

PA系统中Tripod型并联机床控制模块的开发

内容摘要

全文目录

相似论文