三维转动动力平台液压驱动和控制系统设计.pdfVIP

2011年7月 机床与液压 Ju1．2011 第39卷 第 14期 MACHINE T00L HYDRAULICS VoI．39No．14 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．14．018 三维转动动力平台液压驱动与控制系统的设计 史琥 ，周骥平 (扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127) 摘要：根据三维转动动力平台的工作原理与驱动要求，通过对其空间转动运动形式及其控制特点的分析，设计动力平 台液压驱动系统与电气控制系统，以满足加工设备上动力平台的实际应用需求。 关键词：三维转动动力平台；液压驱动 ；电气控制 中图分类号：TH137 文献标识码：B 文章编号：1001—3881(2011)14—053—3 DesignofHydraulicDrivingandControllingSystem forThree-dimension Rotational DynamicalBench SHIXiao．ZHOUJiping (MechanicalEngineeringInstituteofYangzhouUniversity，YangzhouJiangsu225127，China) Abstract：Basedontheprincipleanddrivingrequirementsof3-Drotationaldynamicalbench，itsspaceformsofrotationalmove— mentandthecontrolcharacteristicswerenaalyzed．Thehydraulicdrivingsystem andelectriccontrollingsystem of3-D rotational dy— namical benchweredesignedtomeettheneedsofitspracticalapplication． Keywords：3-Drotational dynamical bench；Hydraulicdriving；Electriccontrol 动力平台是机械加工设备和多维运动机构的重要 部件 ，其运动形式直接影响到设备的运动控制方式和 应用适应性。三维转动动力平台有别于传统的移动工 作台，它能将运动自由度扩展到5个，配合刀具的进 给运动，能够方便地实现 目前机械产品加工过程中任 意空间位姿的加工新型动力平台。 在前期研究…中，通过引入运动解耦理论 ，解决 了多个 自由度同时运动出现不确定运动结果的问题 ， 大大简化了控制系统的设计。目前 ，动力平台的试验 样机已经制作出来 ，获得了实用新型专利-z。为了使 l一工件 夹装 台 2-1方 向液压缸 卜 主体机 构 4一正交连接件 三维转动动力平台能够达到其预期的功能效果，文中 5一支承外壳 6- 向液压缸 7一堵头 8-嘞 端盖 开展了对其驱动系统的设计与研究。 9_ 方向液压缸 lO一支座 l1一底座 1 三维转动动力平台的工作原理与驱动要求 图1 三维转动动力平台结构图 1．1 动力平 台的组成 1．2 工作原理 如图1所示，三维转动动力平台 主要由工件夹 基于解耦设计思想 ，三维转动动力平台的三个转 装台1、主体机构3、堵头7、正交连接件4、支承外 动轴在空间上交于一点，三级摆动单元内置于三个转 壳5、 轴端盖8、支座 l0、底座 11以及三个摆动伺 动副处，以实现 轴回转和 、Y轴的摆动。第三级 服液压缸 (图中2、6、9分别为 、Y、 三个 自由度 即Y轴摆动的同时带动第一级 (