新型并联机床曲面加工的运动控制与后置处理算法

以六自由度6PM2混联数控机床为研究对象,阐述其独特结构及特性,指出混联机床数控加工后置处理中的两个关键问题,即刀位数据转换和运动控制算法.给出了后置处理中刀位数据的转换方法和过程,提出了一种基于并联结构和串联结构的新型并联机床即混联机床的运动控制算法.     

新型并联机床曲面加工的运动控制与后置处理算法

以6自由度6PM2混联数控机床为研究对象,阐述了其独特结构及特性,指出了混联机床数控加工后置处理中的两个关键问题——刀位数据转换和运动控制算法。给出了后置处理中刀位数据的转换方法和过程,提出了一种基于并联结构和串联结构的新型并联机床即混联机床的运动控制算法。     

3-(2SPS)并联机床数控编程后置处理

并联机床在进行运动控制时,必须通过位置反解模型,将刀具位姿及速度信息变换为伺服系统各杆杆长的控制指令,所以传统的数控代码不能直接应用在并联机床上。并联机床后置处理器的功能是根据刀位数据文件和机床特性文件,得到机床数控系统能够接受的程序代码。介绍了一种三平动并联机构-3-(2SPS)并联铣床,基于此机构阐述其后置处理,并研究其后置处理过程的一些关键算法。     

七轴并联机床数控加工后置处理技术研究

七轴并联机床是在六轴并联机床的基础上，在工作台上串联一个数控转台，实现七轴联动，从而提高了并联机床的加工能力。为了利用七轴并联机床进行数控加工，必须对刀位文件进行后置处理，生成六根驱动杆的杆长和数控转台的转角等数据来驱动并联机床。本文研究了七轴并联机床数控加工的后置处理技术，提出了后置处理的过程以及相关的算法。     

基于并联机床的Pro/E后置处理系统研究

因为并联机床结构的特殊性 ,通用的刀具轨迹后置处理程序无法生成并联机床的数控指令。本文研究基于并联机床的Pro/E后置处理系统的开发 ,解决并联机床编程困难的问题 ,提出后处理的流程和相关算法。     

3-TPS混联机床的运动控制算法的研究国家高技术的研究

针对一种新型立卧转换式混联机床的运动控制算法进行了研究.根据不同的控制要求,分别对该机床提出了几种运动控制算法.这些算法从控制对象到机床本体的加工运动之间一系列的转换,正是混联机床控制的基础,为数控系统的控制设计提供了参考依据.     

虚拟轴机床的发展趋势——混联机床

分析纯并联结构虚拟轴机床存在的问题 ,指出混联机床是虚拟轴机床新的发展方向并介绍混联机床的典型结构 ,讨论发展混联机床的对策和措施     

3-TPS混联机床的运动控制算法的研究

针对一种新型立卧转换式混联机床的运动控制算法进行了研究。根据不同的控制要求。分别对该机床提出了几种运动控制算法。这些算法从控制对象到机床本体的加工运动之间一系列的转换。正是混联机床控制的基础,为数控系统的控制设计提供了参考依据。     

新型5轴混联加工单元的后置处理算法

5轴混联加工单元因其高刚性、快速响应及灵活调姿等优点,已被视为复杂铝合金结构件高效加工的一种替代方案。后置处理是改善此类装备加工能力的重要环节。以一种新型5轴混联加工单元为研究对象,提出一种可提高其加工件表面质量的后置处理算法。首先,基于B样条曲线构造一种双参数曲线插补算法,进行刀尖和刀轴轨迹的光顺处理,并采用参数同步化保证刀尖点与刀轴点的同步插补。其次,通过推导混联加工单元的速度映射模型,构造驱动轴的速度分配算法以确保刀尖进给速度的稳定性;接着,运用混联加工单元的位置逆解与速度分配策略,将其末端的进给速度、光顺处理后的刀尖插补点及刀轴插补点转换成驱动轴的位置与速度运动控制点集,实现混联加工单元刀具轨迹的后置处理;最后,基于前期开发的实验样机开展一组S形试件的切削实验,验证所提后置处理算法的有效性。     

七轴混联机床机构干涉校验算法及工作空间快速校验的研究

在加工具有复杂曲面的工件时,同六轴并联机床相比,七轴混联机床的加工能力有所提高,能够快速加工多个曲面,降低由于多次装夹造成的加工误差,缩短加工时间,有利于充分发挥并联机床的优势。为了避免加工过程中出现干涉碰撞问题,同时确保整个工件都在加工空间内,提出并详细讨论了七轴混联机床的机构干涉校验算法及工作空间快速校验算法。这些算法对混联机床的设计和控制系统的开发有着一定意义。     

新型5自由度并联机床运动控制算法研究

在分析 5 UPS/PRPU 5自由度并联机床机构的基础上 ,介绍了并联机床运动控制的基本原理 ,确定了具体的运动控制算法 ,将输入控制系统的数控刀位数据转化为驱动轴的控制指令 ,从而实现对机床加工过程中刀具位姿的控制。根据该算法编制的数控软件已成功地应用于实际的并联机床控制 ,取得了较好的效果。     

3-DOF并联机构运动学与新型混联机床构想

在机械制造领域,混联机床结合了并联机床和传统机床的主要优点,它既有高的刚度,也有大的工作空间,混联机床成为下一代机床极佳的选择.根据三自由度(3 -DOF)空间并联机构的运动学求解特点,将已提出和应用的3-DOF空间并联机构分为四类,并在分类的基础上提出一种新型的混联机床,它是由一个空间三自由度(两个移动和一个转动)的...     

并联轴直线运动直线度的检测与误差补偿

通过采用Renishaw激光干涉仪检测混联机床并联轴直线运动的直线度误差,对直线度的干涉测量原理和方法进行深入探讨,提出一种并联轴直线运动直线度的干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法。分析干涉仪直线度评定方法和算法,做出并联轴直线运动直线度双向平均偏差特性曲线,建立直线度误差数学模型。利用最小二乘法拟合得到直线度均值误差补偿模型。对并联轴直线运动直线度进行补偿,达到了提高混联机床几何精度的目的。     

一种新型混联机床原型构想及运动学分析

在机械制造领域,混联机床结合了并联机床和传统机床的主要优点,它既有高的刚度,也有大的工作空间,它作为加工机床的理想补充已被许多学者接受。一种新型的混联机床是由一个空间三自由度(两个移动和一个转动)的并联机构和一个XY平面二自由度(两个移动)的工作平台组成,可以作为高速多自由度的加工中心,扩大机床的加工范围。对空间三自由度的并联机构的正向运动学和逆向运动学进行了分析和研究,并使用MATLAB软件编程,给出了数值实例。     

虚拟轴机床数控加工后置处理

在分析研究了虚拟轴机床的结构和坐标转换关系的基础上,针对清华大学研制的6-PSS型虚拟轴机床,提出了刀位后处理计算方法,包括刀轴矢量与机床坐标夹角的计算和NC数据的计算;为编制虚拟轴机床数控后处理程序提供一条捷径.     

并联机床线性运动插补研究

研究了并联机床的线性运动插补问题；提出了对分式细分法以保证刀具转动的匀速性和线性运动误差曲率半径的概念，并将此作为确定插补间距的依据；提出了对驱动轴按函数规律直接控制的方法，以保证并联机床手控运动的高速高精度。     

基于全局动力学性能的并联机床结构参数优化

提出了一种以并联机床动力学模型为基础的结构参数的优化方法。以6—UPS型并联平台机构支链为研究对象进行了运动学分析，给出了机构支链的运动学方程和速度加速度映射公式，以运动学为基础叙述了该机构动力学建模过程，建立基于全局指标结构参数优化模型，并对6—UPS型并联机床进行了优化计算。为检验结果的正确性，采用仿真机构运动的方法对优化结果进行了验证。     

Post-Processor Development for a Six Degree-of-Freedom Parallel-Link Machine Tool

A coordinate system with multiple non-orthogonal axes, defined for a parallel-link machine tool is very different from that for a conventional serial-type machine. Therefore, a special post-processor that can automatically transfer the cutter location data (CL-data) into machine specific NC commands is essential for real machining applications of a parallel-link machine tool. Parallel-link machine tools have been investigated by many previous workers. However, work on the theory of post-processors for this machine tool is very sparse, and most is focused on the orthogonal serial motion. The potential benefits of the parallel-link machine tools make work necessary and urgent on the transformation of the CL-data from a CAD/CAM system into NC commands for special parallel-link machine tools. A six degrees-of-freedom (DOF) parallel-link machine tool constructed as a 6-3-3 mechanism was selected in this work to investigate the theory of post-processing, and the effects of the cutter shapes and the machine construction on it. The parametric representations of different cutter shapes defined by the DIN standard were adopted in the work, increasing the usefulness of the post-processor theory developed. Specific parameters must be modified in the post-processor for different tools applied for real cutting. The tilt angle and yaw angle of the cutter, relative to the normal direction of the cutting surface, is also included in the theory. Finally, the NC code is generated using LabVIEW software, and simulations were performed to investigate the correctness based on several designed tool paths.     

Modeling of the residual kinematic errors of coordinate measuring machines using LaserTracer system

It is complex and divergent for the conventional motion controllers to process various G codes using different interpolation algorithms. This impairs programming efficiency and robustness of the controller. In this paper, we propose the universal non-uniform rational B-splines (NURBS)-based interpolator which can simplify the architecture of interpolation in spite of interpreting different kinds of inputs. Direct conversion of long G01 and G02/G03 numerical control (NC) segments to NURBS segment is first implemented. The fitting of multiple short segments into a continuous and smooth NURBS segment is then carried out. More importantly, the universal NURBS-based interpolator utilizes the Cox–de Boor algorithm which is highly efficient and can take advantage of the parallel computing scheme to accelerate the processing speed. Furthermore, due to the construction of real-time environment, the proposed algorithm enables interpretation, look-ahead functions, and motion control to work simultaneously. A 2D NC program possessing hundreds of short G01 segments and long segments (i.e., G02, G03, and long G01) is tested on an in-house developed XY-table with a PC-based motion controller. The results have shown the effectiveness and feasibility of the proposed real-time NURBS-based interpolator.