基于PMAC运动控制器的五杆机构的初步研究

主要介绍PMAC控制卡结合五杆机构来实现高精度给定运动轨迹的理论依据及初步运用方法。     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究,对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律.     

平面铰链五杆机构的奇异性研究

推导了平面铰链五杆机构的雅可比矩阵,得出机构处于奇异位置时的姿态,并给出了避免五杆机构奇异的方法:当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)=0时,可使规划的轨迹远离工作空间的边界,避免该种奇异;当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)→∞时,可选择合适的机构尺寸、合适的机构位姿形式或使规划的轨迹不通过奇异轨迹避免机构奇异.开发了五杆机构奇异轨迹的仿真软件,为五杆机构的设计提供了依据.     

平面五杆机构运动学和动力学特性分析

对平面五杆机构的运动学特性和动力学特性进行分析.推导了五杆机构的运动学正解和运动学逆解方程.借助Kane动力学分析方程,对五杆机构进行了动力学分析,分析结果表明惯性力对机构的影响很大.     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动．通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究．对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型．为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制．对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律．     

平面五杆柔顺并联机构的多稳态特征分析

以平面五杆柔顺并联机构为研究对象,从机构位形的对称性出发寻找机构的稳态特性.针对五杆机构存在两个柔顺关节的情况进行分析,研究其多稳态特征.将五杆机构简化成伪刚体模型,通过势能和图形的几何关系,推导出角度的对称关系.在五杆机构的分析过程中,发现并利用图形的对称性,来寻找稳态位置.证明了当两个柔顺关节中有一个为驱动关节时,机构可以通过对称角或对称位形来找稳态位置,并寻找到一种平面五杆三稳态机构.     

Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构五精确点轨迹综合代数求解

提出Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构五精确点轨迹综合代数求解方法.将Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构拆分为一个二级杆组和一个四杆机构,先对二级杆组五精确点综合,再对四杆机构进行精确点综合. 采用矩阵约束法建立该问题的数学模型,使用Groebner基和Sylvester结式(GS法)相结合的代数方法进行求解,最终获得一元高次方程及其全部封闭解析解. 通过数值实例,并使用Solidworks和SAM软件对计算结果进行仿真,结果表明该方法的正确性. 该方法为进一步采用代数法对其他类型平面六杆机构轨迹综合问题的研究提供了参考.     

平面五杆并联机器人控制系统设计

介绍了平面五杆并联机器人控制系统设计,控制系统采用PC机为上位机、MC206X运动控制器为下位机的硬件结构和基于Windows操作系统的MotionPerfect2的软件系统．此控制系统由两个伺服电机驱动五杆机构,使平面五杆并联机器人具有更大的柔性和应用潜力．     

平面两自由度铰链五杆机构的类型及判别

根据以机构极端位置建模导出的曲柄存在条件,应用机架变换法导出了两自由度铰链五杆机构(不论连架杆是否为主动件)的全部类型.给出了判断机构类型的简明结论.     

三齿轮机构的相对速度瞬心定理及其应用

推导了三齿轮机构的相对速度瞬心定理并用之于齿轮连杆机构的运动分析中,使四齿轮四杆机构的传动比公式可适用于五齿轮四杆机构.     

基于PMAC的SCARA机器人运动控制研究

利用PMAC作为运动控制器，对KLD-400型SCARA机器人进行了运动控制，在对机器人进行正逆运动学分析的基础上，借助于PMAC提供的循环缓冲区，利用VC＋＋6．0语言开发了运动控制软件，以实现机器人的示教、搬运、搭积木等控制，并可进行正逆运动学分析．     

基于PMAC的交流伺服控制系统在AOI中的应用

将基于PMAC的交流伺服控制系统应用于AOI中,用来控制摄像镜头的移动.介绍了该系统的硬件构成和工作原理,并讨论了它的程序设计.联机测试证明:此系统能够达到AOI所要求的控制精度.     

PMAC2下高速电主轴直接转矩控制系统设计

目的为解决高性能直接转矩控制法对电主轴进行控制和驱动。提高高速电主轴的动态响应速度问题．方法采用PMAC2型卡（可编程多轴运动控制卡Ⅱ型），结合高速电主轴的结构特点，建立了本系统电主轴在两相静止坐标系下的动态数学模型．结果通过动态数学模型设计了一套高速电主轴直接转矩控制系统。实现了高速电主轴的宽调速范围，快速准停，准位，准速，并给出了直接转矩控制系统的基本结构框图，系统控制原理图，软件程序流程图．结论研究表明，直接转矩控制系统的控制结构及控制过程简单，易于实现，便于全数字化，进一步精简了高速电主轴的控制结构，适应高速数控机床的要求，因此实现全数字化的直接转矩控制的交流电机调速系统具有潜在的经济价值和实际意义．     

基于PMAC数控激光加工系统光粉一体化控制

利用PMAC系统的开放性以及上位机Windows平台下丰富的系统资源编写应用程序，通过RSS232协议与下位机通信来调节数字电位计，实现大功率激光器激光光粉一体化控制。系统采用MAX5451数字电位计不但简化了硬件电路，而且使功率的控制数字化。     

基于PMAC下实现椭圆形零件的精密磨削

介绍了开放式运动控制器PMAC的结构及原理，并将此控制器作为实验磨床的数控系统，阐述了椭圆形零件的磨削原理和PMAC的时基触发控制功能，建立了椭圆形零件的数字模型并编制了其磨削程序，实现了该类零件的精密磨削。     

PMAC控制器中PID调节的应用

介绍了开放式运动控制器PMAC的结构及原理.阐述了PMAC的PID滤波器工作原理以及PID调节,并将此控制器作为实验磨床的数控系统.引入了前馈控制,构成了具有反馈和前馈的复合控制的系统结构,提高了系统的控制精度,实现了"无误差调节",使伺服特性达到刚性强、稳定性好、跟随误差小,进而实现精密加工的目的.通过对一些重要参数的调节,研究了PMAC控制器中PID的调节,获得合理的系统PID参数,达到良好的稳态和动态性能,最终实现跟随误差的最小化,为实现PMAC在精密加工中的应用打下基础.     

在开放式数控系统中IPC与PLC通信技术的研究

结合开放式数控系统的研究开发，提出将外置PLC与数控系统上位机及多轴运动控制板卡配合使用，以提高其安全性和可靠性的方法，并介绍了它们之间的结构和关系.研究并采用串行中断工作方式实现了主机与PLC之间的实时通信.介绍了IPC与PLC之间的串行通信协议和通信方法，并通过所开发的非标数控机床对IPC与PLC之间通信程序的开发进行了详细阐述.实际应用表明，所开发的IPC、PLC、PMAC三方之间通信程序完全满足数控机床的工作要求.     

基于PMAC的玻璃钢管缠绕机数控系统

为提高缠绕机控制精确度和人机交互性能,根据纤维缠绕原理和工艺要求设计了以工业PC机和PMAC控制器为核心的开放式缠绕机数控系统,并对其硬件组成、工作原理以及上位机管理软件、运动控制程序和后台PLC程序进行了介绍．系统采用双CPU结构,具有上下两级的开放性．实践应用表明,该系统能满足不同型号玻璃钢管道的加工要求．     

慢走丝线切割机床数控系统PID参数的调节研究

阐述了PMAC的PID滤波器工作原理,并将此控制器作为慢走丝线切割机床的数控系统.通过对一些重要参数的调节,研究了PMAC控制器中PID的调节,获得合理的系统PID参数,达到良好的稳态和动态性能,最终实现跟随误差的最小化,为实现PMAC在精密加工中的应用打下基础.     

基于PMAC的数控试验台研究与开发

数控技术是支持现代装备制造业的关键技术群,直接决定制造装备的功能和性能,是信息化带动工业化进程中装备层的关键技术。在对开放式数控系统研究的基础上,构建了基于工控机和PMAC运动控制卡的数控系统,进一步研究开放式数控系统的体系结构和构建方法。在构建基于PMAC运动控制卡的数控系统过程中,采用了模块化的设计方法,并将构建的数控系统用于数控技术试验平台,结合试验,研究基于PMAC运动控制卡的数控系统的功能和性能。