3-TPS混联机床插补算法的探究.pdfVIP

⑧}嬲 2007机械工程全国博士生学术论坛 2007年8月 3一TPS混联机床插补算法的研究 朱立达朱春霞蔡光起 (东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳llo004) 摘要： 本文争卜对3一TPs混联机床的特点，提出了该机床数控系统的插补算法。首先采用在操作空间粗插补， 关节空间精插补的方案；其中在关节空间的精插补时采用5次多项式插值，该方法有效提高机床的插补精度。然后 分析了粗插补和精插补过程中误差产生的原因。 关键词； 混联机床；插补算法；多项式插值 The of3一TPS r．dMaChineTbOI InterpoIation Algorithm Hyb Zhu Lida，ZhuChunxia，CaiGuaangqi (Sch∞l Abstract：AiIlledalch锄cteristicof3_n’S oftlle撇clliIletoolNC hybridmchj∞tool，meintcrpolaIions廿砒egy sySt咖w私 inmis in fine ilI were f沁e pfoposedpaper．CoarseiIlte叩olationworkspace孔dinterpolationjointspace expatiated试which me canenh锄ce errorin polynomialinterFlolationseffbctively¨terpolationp他cision．Alld iIl协甲olationprocc豁w笛analy∞d． machiIIe keywo—s：hybridtool；洫te叩olationalgoritIlm；polynomialiIlte叩olatio璐 1 引言 随着计算机技术的快速发展，高档数控机床要实现高速、高精，主要取决于数控系统，而数控机床插 补功能是数控系统中最基本的功能，该功能的好坏直接影响到数控机床的加工质量的高低；插补算法是数 控系统的核心，具有实时性，其运算速度和精度会直接影响数控系统的性能指标。因此插补计算是实现数 控机床刀具高速、高精度轨迹控制的关键技术¨’2J。 传统数控机床由于工作空间=控制空间，因此可对刀具运动轨迹直接进行控制，而3册s混联机床的 控制存在非线性、运动耦合性，由于工作空间(操作空间)≠控制空间(关节空间)，需要通过虚实映射对刀具 运动轨迹进行控制。该混联机床如果采用传统数控机床的插补方法，这样的插补会使加工效率和精度都不 是很高13】。传统数控机床的插补都是建立在各个运动轴相互独立运动的基础上的，而混联机床在笛卡尔坐 基金资助：国家高技术的研究发展计划项目(863—9803一05) 作者筒介：朱立达(1979一)，男，吉林长春人，机械制造及其自动化。E-嗨il：zldl999184@126．com。 蔡光起(1947一)，男，河北易县人，东北大学教授，博士生导师． ⑧i嘲 2007机械工程全国博士生学术论坛 2007年8月 标上的坐标运动是通过各个杆的拟合运动而成的。本文所研究的混联机床最大的特点是采用了一个串联约 束机构作为机床的测量链来达到闭环控制的要求，因此我们可以采用串联机器人的关节空间插补作为该混 联机床控制系统的主要插补方式041。 3-TPs混联机床，如图l所示，驱动杆(4，5，9)由三个伸缩杆组成，各杆分别与固定平台(骂，B，忍) 间附加了一个平行约束机构2。平行机构2由两个平行四边形机构组成，属串联结构，其各轷长度 相互平行，这样平行机构就迫使动平台的回转轴44始终与双十字轴的回转轴qG平行，