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6-UPU驱动电机侧置式并联运动机床研究

作　者: 马明明
导　师: 王友林
学　校: 山东理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 并联机床控制系统插补算法运动控制
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

并联机床又称虚拟轴机床,是90年代中期问世的数控机床新结构,是机构学理论、机器人技术与数控技术相结合的产物。并联机床与传统五坐标数控机床相比有如下优点：刚度重量比大、响应速度快、加工精度高、技术的附加值高。并联机床具有“硬件简单、软件复杂”的特点,是一种技术附加值很高的机电一体化产品,具有广阔的应用前景。论文结合新型6-UPU并联运动机床的研发项目,设计并制造出并联运动机床的机械部分；介绍了运动副的基本类型与选用,伸缩杆部件结构、动平台部件结构、动、静平台铰链结构、机床床身结构等并描述了其运动原理；介绍了螺旋理论分析并联机构自由度的基本原理,并应用此原理解决了课题实际问题：在伸缩杆完全对称分布的情况下,动平台的运动不定；研究了一种并联机床数控系统程序设计的软件开发环境,硬件平台,三大程序模块及其主要算法,包括NC代码的编写和译码、曲线插补算法、各插补点对应的杆长计算、计算每步的脉冲数和脉冲的发送等以及各模块的界面；介绍了运动控制卡的原理、接线,以及步进电机驱动器功能及接线,强电控制电路的设计与功能并且制作出电控柜将控制电路安装在其中。最后并联运动机床能够按NC代码较准确的完成六自由度运动,能够完成多种形状的工件加工。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 并联机床的特点  7
  1.2 并联机床的国内外发展状况  7-13
  1.3 基于PC机的并联机床数控系统  13-14
  1.4 课题的来源和主要研究内容  14-16
第二章并联机床机械结构  16-25
  2.1 机床空间结构的分类  16
  2.2 基本类型的运动副  16-18
  2.3 6-UPU驱动电机侧置式并联运动机床的机械结构设计  18-24
    2.3.1 铰链结构设计  19-22
    2.3.2 伸缩杆结构设计  22-23
    2.3.3 动平台结构设计  23
    2.3.4 床身结构设计  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章螺旋理论与并联机构  25-33
  3.1 并联机床自由度的定义  25-26
  3.2 螺旋理论简介  26-32
    3.2.1 空间旋量的描述  26-28
    3.2.2 并联机构自由度计算  28-32
  3.3 本章小结  32-33
第四章并联机床控制系统程序设计  33-53
  4.1 控制系统程序的主要功能模块及其类  33-52
    4.1.1 模块一:机床结构参数设置  34-36
    4.1.2 模块二:NC代码编写及其相应的数据处理  36-51
    4.1.3 模块三:仿真与加工  51-52
  4.2 本章小结  52-53
第五章并联机床控制电路设计  53-63
  5.1 PCI运动控制卡的选用  53-56
    5.1.1 PCI运动控制卡的选用  53-54
    5.1.2 数字量输出电路设计原理  54-55
    5.1.3 安装运动控制卡的驱动程序  55-56
  5.2 步进电机驱动器的选用  56-58
    5.2.1 步进电机驱动器输入信号说明  56-57
    5.2.2 细分设定  57-58
    5.2.3 电机相电流设定  58
  5.3 强电控制电路的设计  58-59
  5.4 弱电控制电路的接线  59-60
  5.5 数字量输出的程序编写  60-62
  5.6 本章小结  62-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 全文总结  63
  6.2 进一步的研究方向  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-68
攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文  68

6-UPU驱动电机侧置式并联运动机床研究

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