五自由度混聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)及后置處理技術(shù)研究
摘要
并聯(lián)機(jī)床由于具有理論剛度高、承載能力強(qiáng)、重量輕、響應(yīng)速度高、結(jié)構(gòu)對稱易于補(bǔ)償、模塊化程
度高、可重組性強(qiáng)和技術(shù)附加值高等優(yōu)點(diǎn)，一直受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。并聯(lián)機(jī)床的出現(xiàn)擴(kuò)大了機(jī)床的
應(yīng)用范圍，為新型機(jī)床設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文研究一種新型五自由度串并聯(lián)機(jī)床，它適合加工具有
復(fù)雜空間曲面的零件。本文從串并聯(lián)機(jī)床應(yīng)用角度出發(fā)，在機(jī)床工作空間分析方面、基于UG的并聯(lián)機(jī)
床后置處理系統(tǒng)及并聯(lián)數(shù)控系統(tǒng)功能開發(fā)方面進(jìn)行較為深入的研究。主要研究工作如下：
在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方面，建立并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析模型，進(jìn)行串并聯(lián)機(jī)床正解和逆解算法的研究，分析
串并聯(lián)機(jī)床的工作空間。
UG作為當(dāng)今世界最為流行的CAD/CAM軟件之一，具有強(qiáng)大的輔助加工能力，與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合將使
串并聯(lián)機(jī)床的加工能力得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。本文從串并聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用角度出發(fā)，對開發(fā)基于
UG的并聯(lián)機(jī)床后置處理系統(tǒng)問題進(jìn)行了研究。研究包括UG的后置處理器和串并聯(lián)機(jī)床的后置處理系統(tǒng)
的功能和結(jié)構(gòu)，并提出了并聯(lián)機(jī)床后置處理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。利用UG的Post-Builder后置處理構(gòu)造
器對串并聯(lián)機(jī)床的后置處理系統(tǒng)做出架構(gòu)，又使用TCL/TK語言開發(fā)了基于UG的并聯(lián)機(jī)床后置處理系
統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接讀取UG/NX生成的刀具軌跡數(shù)據(jù)，進(jìn)行后置處理計(jì)算后生成可以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床加
工的數(shù)控程序。
本文采用美國Delta Tau公司生產(chǎn)的通用高性能運(yùn)動(dòng)控制器PMAC作為控制主體，基于PMAC和IPC
開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)；基于Visual C++開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的軟件平臺，完成了功能模塊的劃分并
對其中主要模塊進(jìn)行功能開發(fā)。根據(jù)系統(tǒng)的需要，基于PMAC的應(yīng)用軟件PEWIN中的PID調(diào)節(jié)功能對整
個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。最后，對本系統(tǒng)自行研發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺及機(jī)床進(jìn)行了正確的聯(lián)機(jī)調(diào)
試運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：串并聯(lián)機(jī)床，后置處理，工作空間分析，數(shù)控系統(tǒng)
摘要.................................
ABSTRACT...............................
第一章緒論............................
§1-1引言.......................................
1-1-1并聯(lián)機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展概況與趨向...........
1-1-2并聯(lián)機(jī)床特點(diǎn)及應(yīng)用范圍.................
1-1-3并聯(lián)機(jī)床研究發(fā)展方向...................
§1-2并聯(lián)開放式數(shù)控技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢........
§1-3后置處理技術(shù)................................
§1-4本課題研究內(nèi)容..............................
第二章串并聯(lián)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)及工作空間分析...
§2-1引言.......................................
§2-2串并聯(lián)機(jī)床的位置正反解分析.................
2-2-1并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置反解分析....................
2-2-2串并聯(lián)機(jī)床位置正解分析.................
§2-3串并聯(lián)機(jī)床工作空間分析......................
§2-4本章小結(jié)....................................
第三章串并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)........
§3-1數(shù)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)............................
§3-2數(shù)控系統(tǒng)硬件部分組成.......................
§3-3數(shù)控系統(tǒng)軟件部分程序編制....................
3-3-1管理模塊...............................
3-3-2后置處理模塊............................
3-3-3譯碼模塊................................
3-3-4插補(bǔ)模塊................................
3-3-5仿真模塊................................
3-3-6執(zhí)行模塊................................
§3-4本章小結(jié)....................................
第四章基于UG的串并聯(lián)機(jī)床后置處理技術(shù)研
§4-1引言.......................................
§4-2基于UG CAM模塊下的刀具軌跡仿真............
§4-3基于UG的后置處理..........................五自由度混聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)及后置處
4-3-1 UG后置處理簡介.........................
4-3-2 UG/Post Builder配置介紹與初步的后置處理
4-3-3 Tcl語言與高級后處理....................
§4-4本章小結(jié)...................................
第五章工程實(shí)踐.......................
§5-1引言.......................................
§5-2機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu).............................
§5-3數(shù)控系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu).......................
§5-4 PMAC的功能與設(shè)置..........................
5-4-1 PMAC運(yùn)動(dòng)控制器的特點(diǎn)...................
5-4-2 PMAC主要功能...........................
5-4-3 PEWIN32軟件設(shè)置........................
5-4-4 PID伺服控制調(diào)試.......................
§5-5調(diào)試運(yùn)行....................................
§5-6本章小結(jié)...................................
第六章結(jié)論............................
§6-1主要結(jié)論..................................
§6-2未來展望..................................
參考文獻(xiàn)...............................
致謝...................................