文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
五轴五支链并联机床数控系统的软硬件设计
姓名:李颖
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:高峰
20050301
五轴五支链并联机床数控系统软硬件设计摘要并联机床是一门多学科综合的方向,它涉及机械、电子、自动控制、计算机、传感器等多学科领域。经过十多年的研究,其中仍然有大量富有理论和实践价值的内容期待更进一步的开拓和发展。本文从分析并联机床特点入手研究了五轴并联机床的运动学分析,讨论了正解的几种方法。在此基础上构造了基于六维鼠标的五轴并联机床仿真系统。提出了针对五轴并联机床数控系统在硬件设计与软件设计的方法及与传统机床存在的差异。最后进行了样机的调试,达到预定要求。运动学分析是仿真过程所必备的工作。通过对并联机床的速度分析、位置分析,在十幕肪诚率褂肙镅裕⒎抡婺P汀2⑶伊恿蟊昙醇煅椴⒘;苍动学性能又检验了六维鼠标性能。对于数控系统的硬件设计,我们采用了板嵌入奶逑到峁梗ü訮软件的设置,双端口的使用搭建起开放的数控平台。对于整个数控系统的各组成部分分别详细介绍了各自特点,以及控制原理。在数控系统的软件设计方面采用面向对象的方法。将各个任务封装到不同类里。类与类之间具有高内聚,低耦合的特点。数控软件包括数控处理和用户界面两方面。数控软件实现了数控点动、连续运行、回零等功能。在数控技术方面,采用编译方式处理胛件,给出了符合五轴加工特点的速度处理方法和按曲线进行插补的插补算法。并讨论了并联机床零点的确定和使用迪植⒘;驳募嗫亍关键词:并联机床,运动学,仿真,数控系统
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联而成的非对称⋯筒季帧>」苷庵执巢季志哂凶饕捣段Т蟆⒘榛疃群玫扔诺悖啻嬖谌缦氯第一章绪论§卜翁獗尘凹耙庖§卜谕獠⒘;驳难芯问世的并联机床①自欧洲工业革命以来,机械加工设备经历了皮带机床、齿轮机床、数控机床、计算机数控机床、多功能加工中心等几代的发展。在机械制造系统的发展过程中,每一代设备的更新和革命,都给制造技术和生产带来一次飞跃和进步,使机械制造业的生产能力和产品质量大幅提高,生产成本降低和生产周期明显缩短。但是历代制造设备在结构方面一般均采用由床身、立柱、主轴箱和工作台等部件串步峁共季值姆嵌猿菩钥赡芑岬贾率苋群捅湫尾痪龋蟛钔ǔN8髟硕晡蟛畹南咝蔚樱考唷⒔峁垢丛印⒋笮筒考哪?榛潭鹊停步峁辜惺芾⒀乖睾赏猓钩惺芡淝⑴ぷT睾伞R虼宋1Vじ斩龋ǔP枰=ㄔ齑壮的机构支撑件和运动部件;髟硕嶂浒创2贾茫恢嵩硕4渖系乃兄嵩硕贾略硕柿看螅圃剂私速度和加速度的提高:为了克服传统机床结构布局的固有缺陷,有效的降低重量和提高对生产环境的适应性,近年来全球机床制造业都在积极地探索和研制新型制造设备与系统。其中在结构技术上的突破与进展当属年代菩槟庵峄,它实质上是空间并联结构与机床技术相结合的产物。并联机床充分利用计算机数字控制的潜力,以软件取代部分硬件,以电子器件取代部分机械运动,使将近两个世纪以来的以笛卡尔坐标直线位移为基础的机床结构和运动学原理发生了根本变化。并联运动机床布局的基本特点。’是:以机床框架为固定平台的若干杆件组成空间并联机构,主轴部件安装在并联机构的动平台上,改变杆件长度或移动杆件的支点,按照并联运动学原理形成刀头点的加工表面轨迹。由于并联机床结构以桁架杆系取代传统机床结构的悬臂梁和两支点梁来承载切削力和部件重力,加上运动部件的质量明显减小以及主要由电主轴、滚珠丝杆、电机等机电一体化部件组成,因而具有刚度高、动态性能好、机床的模块化程度高、易于重构以及机械结构简单等优点,因此是新一代机床结构的并联机构的应用最早出现的并联机构是在年,岢龅囊恢中滦自由度的空间并联机构,它由上下两个平台和霾⒘5摹⒖啥懒⒆杂缮焖醯母思槌桑焖醺撕推教ㄖ渫ü礁銮蚪铝戳樱莆教āH缤陷‘“:重要发展方向。
联而成的非对称⋯筒季帧>」苷庵执巢季志哂凶饕捣段Т蟆⒘榛疃群玫扔诺悖啻嬖谌缦氯第一章绪论§翁獗尘凹耙庖§止谕獠⒘;驳难芯考唷⒔峁垢丛印⒋笮筒縯钧模块化程度低;自欧洲工业革命以来,机械加工设各经历了皮带机床、齿轮机床、数控机床、计算机数控机床、多功能加工中心等几代的发展。在机械制造系统的发展过程中,每一代设备的更新利革命,都给制造技术和生产带来一次飞跃和进步,使机械制造业的生产能力和产品质量大幅提高,生产成本降低和生产周期明显缩短。但是历代制造设各在结构方面一般均采用由床身、立柱、主轴箱和工作台等部件串陷⋯:步峁共季值姆嵌猿菩钥赡芑岬贾率苋群捅湫尾痪龋蟛钔ǔN8髟硕晡蟛畹南咝蔚樱步峁辜惺芾⒀乖睾赏猓钩惺芡淝⑴ぷT睾伞R虼宋1Vじ斩龋ǔP枰=ㄔ齑壮的机构支撑件和运动部件;冈硕嶂浒创2贾茫恢嵩硕4渖系乃兄嵩硕贾略硕柿看螅圃剂私速度和加速度的提高;为了克服传统机床结构布局的周有缺陷,有效的降