基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的船用螺旋槳加工裝置及其控制算法研究.pdf

1、目前船用螺旋槳加工裝備通常存在僅能單面加工、需多次裝夾、加工效率低、易產(chǎn)生定位誤差、易引起槳葉振顫等不足。文中提出一種基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的加工裝備的構(gòu)型方案，研究該裝備的核心部件——混聯(lián)加工裝置，并基于該裝置研究螺旋槳的加工控制算法。
　　根據(jù)螺旋槳雙面加工的關(guān)鍵技術(shù)要求，提出了加工裝備的構(gòu)型方案，該方案的核心部件是由3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)三坐標(biāo)串聯(lián)機(jī)構(gòu)組成的混聯(lián)機(jī)構(gòu)。通過對機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系定義及動平臺位姿描述，建立了機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)反解模型，并

2、采用解析法對其進(jìn)行解耦，獲得刀具位姿到各驅(qū)動軸之間的映射關(guān)系。針對機(jī)構(gòu)并聯(lián)部分結(jié)構(gòu)參數(shù)影響裝置工作空間的問題，提出了一種針對姿態(tài)工作空間的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化算法，結(jié)合裝置結(jié)構(gòu)及運(yùn)動學(xué)分析，求解動平臺中心點(diǎn)到定平臺的最佳距離，使得裝置的工作空間最大。
　　依據(jù)加工裝置的功能需求，設(shè)計(jì)并搭建“PC+運(yùn)動控制卡+PLC”形式的開放式控制系統(tǒng)的硬件。針對裝置各硬件的協(xié)調(diào)控制要求，分析了控制系統(tǒng)軟件功能，設(shè)計(jì)了回參考點(diǎn)、工件定位、后置處理、運(yùn)動執(zhí)

3、行、過程監(jiān)控等控制算法。從便于系統(tǒng)升級、維護(hù)和開發(fā)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，并以Microsoft VC++6.0為開發(fā)平臺，整合各功能模塊，開發(fā)了控制系統(tǒng)。
　　為實(shí)現(xiàn)對螺旋槳的加工控制，分析了螺旋槳的設(shè)計(jì)建模技術(shù)及加工工藝過程，在UG環(huán)境下建立了螺旋槳三維實(shí)體模型，并實(shí)現(xiàn)了對螺旋槳的加工編程。設(shè)計(jì)了螺旋槳單面加工控制算法，采用ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)，并基于數(shù)控加工程序?qū)炻?lián)裝置加工螺旋槳的過程進(jìn)行仿真。采用一次lagrange