基于支链角度信息的杆式并联机床实时运动研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qingfengliangban
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并联机床由于其驱动杆间存在着强机械耦合,如何快速求取其运动学解一直是并联机床实时运动控制的热点和难点问题。为了加速运动学求解速度,本文研究了一种基于支链角度信息的杆式并联机床实时运动控制的方法。主要内容如下:首先,研究了利用支链角度信息求解不同自由度杆式并联机构运动学的计算方法。提出了一种在并联机构的铰链处添加旋转传感器测得支链角度信息并获得支链方向余弦的方法,利用支链角度信息求解并联机构运动学解。并建立起笛卡尔坐标系下动平台位移增量与各支链驱动杆进给量的映射关系。其次,以六自由度并联机构为例,对各支链附加角度传感器条件下的运动学求解过程进行仿真和位姿误差分析。通过与无附加角度信息的Newton-Raphson数值迭代解法进行对比,验证了新方法的准确性和高效性。进一步地,提出了一种仅在特定支链处添加一个角度传感器,利用消元降次等方法获取唯一正解的解析算法,并通过数值算例验证了其可行性和高效性。然后,以三平动C形龙门并联机床为例,研究了基于支链角度信息实现并联机床实时运动控制的方法。针对机床结构,推导出基于支链角度信息的运动学正解和速度反解公式,得出笛卡尔坐标系下动平台位移量与机床各驱动杆进给量的映射关系。并仿真验证了控制方案的可行性。最后,在C形龙门并联机床上,构建了支链角度信息测量反馈系统,并将基于支链角度信息求解机床运动学的算法嵌入并联机床PA数控系统的CNC模块中,完成机床整机调试。
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