基于 Windows平台的开放式并联机床数控系统

以5坐标并联机床为依托，面向不同构型并联机床，采用“PMAC＋IPC”双CPU为硬件平台，VisualC 6.0O为软件平台，开发了基于Windows操作平台的开放式并联机床数控系统，本文介绍了本数控系统的硬件结构，软件构件，并对数控软件开发的关键技术进行了阐述。     

并联机床数控系统软件开发

根据并联机床的特点，开发了一套具有自主知识产权的开放式并联机床系统，该系统是基于工业PC机和Windows98操作系统的单CPU数控系统，所有数控功能均由软件实现，对并联机床数控系统进行了软件模块划分，重点介绍了程序设计模块，加工及仿真模块，手动测量模块的主要功能，该数控系统提供了多种数据接口，参数化编程模块实现了代码自动生成；工件定位模块通过在工件基准平面内采集6点即可自动计算工件在机床坐标系的位置和姿态，实现了工件在机床坐标系任意位置的定位与加工。     

并联机床加工中心数控系统的研究

分析了并联机床加工中心数控系统的设计。此数控系统以Kollmorgen运动控制卡为运动控制核心，包括多个软件控制模块，实现复杂曲面零件的定位和加工。此外，该系统设计了刀库和工艺管理功能，保证了机床加工过程的自动化。     

一种4自由度冗余并联机床的控制

在一台非冗余4自由度并联机床上添加一条具有主动驱动的冗余支链,构造4自由度驱动冗余并联机床,研究其控制策略。基于相应的非冗余并联机床的位置控制,对冗余机床的冗余支链采用力控制方式以控制冗余支链的内力,其他运动支链采用位置控制以保证机床的运动精度。在推导出控制系统传递函数的基础上,分别分析控制系统的稳定性、抗干扰能力和响应性能。最后将位置/力控制方式集成到冗余机床的数控系统中,并进行试验研究。通过机床沿圆形轨迹运动的轮廓误差试验证明此控制方式可以保证冗余并联机床和对应的非冗余机床具有相似的轮廓误差,而且冗余支链减小了非冗余伸缩支链中的间隙,从而证明了冗余支链力控制工程的有效性和可行性。     

基于PC机的并联机床数控系统的研究

研究了基于PC机的并联机床数控系统的设计和开发，此数控系统以Kollmorgen运动控制卡为运动控制核心，包括多个软件控制模块。     

三平动并联机床开放式数控系统开发

密切结合开发可实现三平动自由度并联机床的需要 ,结合开放式控制系统的思想 ,以“PC PMAC”为系统硬件平台 ,基于Windows98操作系统 ,设计并联机床数控系统 ,并按照软件工程的思想 ,采用面向对象的方法 ,开发了开放式多轴联动控制系统     

基于RTLinux的全软件并联机床数控系统研究

并联数控装备的最大特点在于其结构简单而控制复杂，且不同构型的并联机构逆解方程和结构参数不尽相同，这对控制系统的灵活性和开放性提出了更高要求。由于在控制原理上存在较大差异，基于串联机构设计的传统数控系统无法直接应用于并联机床这类独特的场合。针对并联机床的控制要求和特点，本文提出采用全软件化集成式的数控结构来建造并联机床数控系统，研究了以RTLinux作为底层实日寸操作系统的软件数控系统开发方法。     

五轴联动并联机床数控系统研究

分析并联机床数控系统特点,研究并联机床数控系统涉及的几项关键技术。在此基础上,以Delta Tau公司的PMAC运动控制卡为核心部件,基于工业控制计算机构建五轴联动并联机床的数控系统,然后在W indows平台上开发了该数控系统的数控软件系统,并对系统的软、硬件结构及其实现进行详细的介绍。     

一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计

为了研究并联机床的静刚度,采用有限元法研究了一台冗余并联机床的静刚度,利用UG建立整机三维模型并倒入ABAQUS建立有限元模型,分析了一台冗余并联机床在不同位姿下的刚度.结果表明,冗余并联机床比非冗余并联机床刚度高,整机x,y向刚度低,z向刚度高.为了提高机床x,y向刚度,提出了两种机床机构的改进方法,为机床的设计和优化提供了依据.     

5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床弹性动力学分析

结合有限元法和子结构法建立了5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床的弹性动力学模型。首先,将系统划分为不同的子结构,根据空间柔性梁理论求出单元动力学方程,根据关节特点将各个梁单元组装成各个驱动分支;根据分支与动平台的运动学/动力学约束,将各个分支进行装配,从而得到系统动力学方程。以5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床作为算例,求出其动平台中心的动态响应特性。通过比较5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床及5-UPS/PRPU非冗余驱动并联机床动平台的动态响应,可以得到结论：冗余驱动可以明显改善该机床弹性动力学特性,从而减小因弹性变形引起的误差。研究结果为结构设计人员进行结构设计及优化提供可靠的依据。     

Influence of kinematic redundancy on the singularity-free workspace of parallel kinematic machines

In this paper the effect of kinematic redundancy in order to reduce the singularity loci of the direct kinematics and to increase the operational, i.e., singularity-free, workspace is demonstrated. The proposed approach consists of additional prismatic actuators allowing one or more base joints to move linearly. As a result, a selective reconfiguration can be performed in order to avoid singular configurations. Exemplarily, kinematically redundant schemes of four structures, the 3RRR, the 3RPR, the 6UPS, and the 6RUS, are considered. The relationship between the redundancy and the operational workspace is studied and several analysis examples demonstrate the effectiveness of the proposed concept. Furthermore, the additional benefit of an increasing number of redundant actuators is discussed.     

A new machine tool with parallel kinematic structure

A new machine tool with parallel kinematic structure and a special Hooke’s joint of increased rigidity is described. The static rigidity of the machine tool is simulated. Nonuniformity of the rigidity distribution at characteristic points of the working space is analyzed with different directions of the cutting force.     

平面2自由度驱动冗余并联机器人的输出速度分析

机器人的性能分析是机器人机构设计的前提和基础。以一种平面2自由度驱动冗余并联机器人为研究对象，根据该并联机器人机构的空间模型和运动学反解，探讨了该并联机器人机构的末端输出速度性能指标与杆件尺寸之间的关系，并绘制了相应的性能图谱，这些图谱是该并联机器人机构设计的重要参考依据。     

平面两自由度驱动冗余并联机器人的运动及灵巧性分析

研究一种平面两自由度驱动冗余并联机器人的运动学求解，同时探讨了该并联机器人机构的工作空间，并绘制了工作空间的各种形状，在此基础上分析了该并联机器人机构的灵巧性，利用特例在其工作空间内绘制了灵巧性性能图谱，这些图谱是该并联机器人的机构设计的重要参考依据。     

并联机床数控系统软件设计

结合3-HSS并联机床结构特点,确定了采用以“PC 适配器”为硬件平台,以Windows操作系统为软件平台建造样机的开放式数控系统的总体方案,并介绍了数控系统控制结构和系统软件各模块的设计。     

Desktop 3-axis parallel kinematic milling machine

Parallel kinematic machines (PKM) are still a research-and-development topic in many laboratories although many of them, unfortunately, have no PKM at all. Therefore, the use of a desktop educational 3-axis parallel kinematic milling machine is suggested as a help in the process of acquiring basic experiences in the field of PKM. The developed desktop educational 3-axis parallel kinematic milling machine is based on a newly developed 3-DOF spatial parallel mechanism. This paper describes the structure of the machine, modeling approach, and control and programming system based on PC Linux platform with real-time extension and EMC2 (the Enhanced Machine Controller) software system.