球面并联机构运动学解析与控制系统研究!-天津大学期刊中心.pdf

天津大学学报 第 卷 第 期 年 月 $: 9 ’%%’ 9 _‘abc/d‘e5f/c_fc acfghbif5j gkl2$: ck29 _mn2 ’%%’ 球面并联机构运动学解析与控制系统研究! 王 洋 倪雁冰 黄 田 张玉明 天津大学机械工程学院 天津 # $%%%’( 摘 要 结合基于球面并联机构的数控回转台的开发 推导出其运动学正 逆解模型的解析表 ) * 达 并根据并联机构虚实映射的特点 提出在二次 粗 精 插补策略的基础上 采用 双缓存原 # * ( + 理 以 为硬件平台 设计并开发了球面并联机构数控系统 该方法对各类并联 , + 1 , 2 -./0 -0 机床数控系统的开发具有指导意义 3 关键词 并联机构 实时插补 多轴运动控制器 ) 4 4 中图分类号) ’$ 文献标识码) 文章编号)%67$8’9$#’%%’(%98%%%:8%: 5- / 并联机构作为新型传动进给机构已逐渐应用于 动中心 图 点 在伺服电机的驱动下 动角台可实 # $ A(2 机床业 采用可实现三平动的并联机构作为主进给机 现绕过球面中心任意轴线的三维转动2 2 构实现刀具平动以及纯转动的球面并联机构作为辅助 机构实现工件的转动 这种并 串 并构型可有效地克 8 8 服六自由度纯并联机构实现姿态能力差的缺点 且能 充分发挥并联机构可重组性强的优势2 ;9 从机构运动学观点上看 并联机构动角台在操 作空间中的运动是关节空间伺服运动的非线性映射 又称虚实映射 因此 传统数控系统不能直接应用于 # ( 并联机构的控制 且由于不同构型的并联机构逆解方 2 程和结构参数不尽相同 故数控系统的建造必须采用 开放式的体系结构2 图B 球面并联机构 结合国家 高技术发展项目 以开发基于球 +=$, CDE2B FGHIJKDLM NDJEOJM PQLRIGODHJS 面并联机构的数控回转台为目标 为此建立了高效的 RJOJSSGSMJKDRTSJUPO 运动学正 逆解析模型 在粗 精插补策略的基础上 采 * * 用 双缓存原理 开发了球面并联机构数控系统 该系 + , 2 运动