平面两自由度并联实验台运动仿真与数控系统开发

摘要

基于并联机构的数控机床是一类新型的数控装备，已经引起国际学术界和工程界的普遍关注，并逐步呈现广泛的应用前景。但是随着对并联机构研究工作的不断深入，并联机床的某些难以逾越的不足和弱点也逐渐显现出来，例如，奇异性问题，如果机构处在奇异位置点上，系统的可控性较差，系统的刚度和精度都受到影响。本文旨在研究一种平面两自由度冗余并联机床实验台，通过增加一个冗余运动链使得并联机床实验台在有效工作空间内没有奇异位形点。本文研究该并联实验台的运动学分析和运动学仿真，建造并联机床开放式数控系统。本文主要研究工作如下： 对3-RRR并联冗余机构进行自由度分析，针对这种两自由度并联平动机构的结构特点，建立其控制关系的数学模型，分析它的位置反解。 以Windows XP为操作平台，以Visual C++为编程环境, 设计开发了一种开放式数控系统。在数控系统硬件的设计中，以“PC+PMAC”进行构建。在软件开发的过程中，采用模块化结构，设计制作用户界面，并编写了译码、轨迹插补、刀具轨迹仿真、机构运动仿真等基本模块。 基于Pro/E 进行3-RRR 并联冗余实验台三维建模，用ADAMS 进行机构运动仿真和分析；在ADAMS环境下进行3-RRR并联冗余实验台加工轨迹仿真实现的研究，得到正确的加工轨迹。