五桿并聯(lián)機(jī)床標(biāo)定方法與控制精度研究.pdf

1、近年來并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展己成為機(jī)床研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,在許多方面它具有串聯(lián)機(jī)床所無法相比的優(yōu)點(diǎn),擴(kuò)大了傳統(tǒng)機(jī)床的應(yīng)用范圍。由于其具有剛度質(zhì)量比大、移動(dòng)速度快、易于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)、制造成本低、加工精度高等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為新一代機(jī)床發(fā)展的重要方向。本文以五桿并聯(lián)機(jī)床為研究對(duì)象,對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)問題、精度問題、運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定、伺服控制系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整以及軌跡控制等方面進(jìn)行了理論與實(shí)驗(yàn)研究。
　　分析了五桿并聯(lián)機(jī)床的機(jī)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)其位置正反解方程、

2、雅克比矩陣等運(yùn)動(dòng)學(xué)問題進(jìn)行了求解。對(duì)機(jī)床的末端執(zhí)行器進(jìn)行了軌跡規(guī)劃,運(yùn)用MATLAB進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真,獲得了規(guī)劃運(yùn)行軌跡下的兩驅(qū)動(dòng)桿速度與加速度曲線圖,為標(biāo)定和軌跡控制實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　對(duì)影響五桿并聯(lián)機(jī)床末端執(zhí)行器誤差中的機(jī)床幾何誤差、插補(bǔ)誤差、伺服控制精度等主要因素進(jìn)行了分析,建立相應(yīng)的誤差模型,通過仿真獲得了上述因素對(duì)末端執(zhí)行器誤差的影響規(guī)律,為提高末端執(zhí)行器控制精度提供了依據(jù)。
　　針對(duì)并聯(lián)機(jī)床初始位置測(cè)定

3、困難的問題,給出了一種五桿并聯(lián)機(jī)床初始位置標(biāo)定方法,運(yùn)用非線性最小二乘原理對(duì)初始位置進(jìn)行求解,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)五桿并聯(lián)機(jī)床初始位置進(jìn)行了標(biāo)定,獲得了準(zhǔn)確的五桿機(jī)麻初始位置參數(shù)。
　　根據(jù)機(jī)床末端執(zhí)行器輸出正解方程,通過對(duì)機(jī)床幾何參數(shù)進(jìn)行求導(dǎo),獲得了機(jī)床末端輸出位置的誤差模型。對(duì)末端執(zhí)行器處于不同位置時(shí)的實(shí)際坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)初始位置標(biāo)定的結(jié)果,獲得了各個(gè)位置的實(shí)際誤差值,并通過誤差模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床幾何參數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定,采用誤差補(bǔ)償修正了

4、機(jī)床控制程序中的對(duì)應(yīng)參數(shù),提高了機(jī)床的運(yùn)行精度。
　　對(duì)五桿并聯(lián)機(jī)床伺服控制系統(tǒng)硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)進(jìn)行了介紹,運(yùn)用 MATLAB/sumlink建立了五桿并聯(lián)機(jī)床PID控制仿真模型,研究了PID控制參數(shù)對(duì)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)桿和末端執(zhí)行器階躍響應(yīng)特性的影響規(guī)律,獲得了優(yōu)化的PID參數(shù)。搭建了軌跡控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了控制系統(tǒng)中的伺服增益參數(shù)以及PID控制參數(shù)對(duì)位置控制效果的影響。完成了控制界面的開發(fā)、調(diào)試和修改并進(jìn)行了軌跡控制運(yùn)行實(shí)驗(yàn)