一种新型五轴联动机床的运动控制研究

发布时间：2018-04-01 19:33

  本文选题：运动学　切入点：Turbo　出处：《机械设计》2015年01期

【摘要】：以一种基于三坐标并联动力头的五轴联动机床为研究对象,通过矢量链方法建立机构从工作空间到关节空间的运动学模型,基于Turbo PMAC控制器设计运动控制需要的的硬件平台,在LabVIEW开发环境下基于Active X技术开发软件平台,采用驱动器增益自整定结合控制器的PID及运动学前馈方法进行伺服驱动控制,针对并联机构运动学特点,在控制器内嵌入运动学算法,经过工作空间和关节空间二次插补的方式进行轨迹控制,最后通过五轴加工实验检测伺服驱动控制和轨迹控制的有效性。
[Abstract]:Taking a five-axis machine tool based on 3-axis parallel power head as research object, the kinematics model of mechanism from workspace to joint space is established by vector chain method, and the hardware platform for motion control is designed based on Turbo PMAC controller. In the environment of LabVIEW, the software platform based on Active X technology is developed. The driver gain self-tuning combined with the controller PID and the kinematics feedforward method are used to control the servo drive, aiming at the kinematics characteristics of the parallel mechanism. The kinematics algorithm is embedded in the controller, and the trajectory control is carried out by quadratic interpolation in workspace and joint space. Finally, the validity of servo drive control and trajectory control is tested by five-axis machining experiment.
【作者单位】： 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室;
【基金】：国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2012AA040702) 国家自然科学基金资助项目(51005164)
【分类号】：TG548

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 赵学满;李永刚;;新型三坐标并联动力头工作空间分析[J];机械设计;2010年11期

2 彭玉海;白海清;何宁;;基于PMAC的数控技术试验台PID参数整定[J];机械与电子;2008年06期

相关博士学位论文 前1条

1 王辉;并联构型装备开放式数控系统关键技术研究与开发[D];天津大学;2009年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄立尧;韩先国;马建峰;;基于UMAC的并联调姿平台手脉微调功能的开发[J];装备制造技术;2014年06期

2 曹智军;;高性能CNC系统中加工过程算法并行研究[J];制造业自动化;2012年03期

3 黄田;陈闯;王辉;;一种新型并联动力头动力学参数辨识方法研究[J];机械工程学报;2013年19期

4 Li Yonggang;Zhang Erjiang;Song Yimin;Feng Zhiyou;;Stifness modeling and analysis of a novel 4-DOF PKM for manufacturing large components[J];Chinese Journal of Aeronautics;2013年06期

5 郭小宝;王辉;陈闯;庄嘉兴;;面向一种新型并联动力头的点矢混合插补方法[J];机械科学与技术;2014年11期

6 李永泉;王艮川;葛会亮;张立杰;;基于PMAC的球面5R并联机构运动控制分析[J];机械设计与研究;2014年06期

7 陈闯;王辉;庄嘉兴;;一种新型并联动力头的前馈控制策略与实验[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2014年08期

8 李镇山;;基于APDL的3-RPS并联机构参数化建模[J];新技术新工艺;2012年01期

9 吉方;张勇斌;张连新;唐小会;陈东生;;基于PMAC的数控系统运动控制参数调节技术[J];组合机床与自动化加工技术;2010年09期

10 ZHANG Jun;ZHAO Yanqin;DAI Jiansheng;;Compliance Modeling and Analysis of a 3-RPS Parallel Kinematic Machine Module[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2014年04期

相关博士学位论文 前1条

1 陈闯;新型三坐标并联动力头的数控系统开发与研究[D];天津大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 孙哲;6-UPU型并联机床数控系统研究与设计[D];山东理工大学;2011年

2 冉斌;平面5R对称并联机器人运动控制研究[D];燕山大学;2011年

3 熊洁;基于PC+PMAC的全自动平缝机系统软件设计[D];华中农业大学;2011年

4 尤跃东;通用开关机器人检测平台的研究[D];上海交通大学;2012年

5 杨保龙;夹具系统综合误差补偿若干关键技术的研究[D];天津大学;2012年

6 郭志民;平面5R并联机器人轨迹规划和标定的研究[D];燕山大学;2012年

7 陈伟汉;电位计电气性能综合测试系统设计[D];武汉工程大学;2011年

8 徐昕皓;基于PMAC的机器人伺服系统研究[D];东北大学;2009年

9 蔡黎明;基于PMAC的数控水射流机床电气控制系统研究[D];西华大学;2009年

10 赵国良;叶片混联磨抛机床控制系统研究[D];吉林大学;2012年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 闵松,彭伟发,赵金,杨璐,万淑芸;交流伺服系统新型控制器的设计[J];电力系统及其自动化学报;2002年03期

2 刘全秀,朱志红,唐晓琦,田文超;双口RAM在数控系统运动控制单元中的应用[J];电子产品世界;2001年17期

3 徐创文,穆玺清;进给伺服系统特性对加工精度的影响分析[J];航空精密制造技术;2002年05期

4 张得礼;周来水;;数控加工运动的平滑处理[J];航空学报;2006年01期

5 周兵,毛泰祥,杨汝清;3自由度RPS并联机构的工作空间分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年01期

6 宁亭，，吴辉;航天Ⅰ型数控系统软件设计中的关键技术[J];华中理工大学学报;1994年12期

7 黄田 ,李亚 ,唐国宝 ,李思维 ,赵兴玉 ,David. J. Whitehouse,Derek G. Chetewyn,Xianping Liu;Error modeling, sensitivity analysis and assembly process of a class of 3-DOF parallel kinematic machines with parallelogram struts[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2002年05期

8 黄田,唐国宝,李思维,李亚,G.Derek Chetwynd,J.David Whitehouse;Kinematic calibration of a class of parallel kinematic machines(PKM) with fewer than six degrees of freedom[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2003年05期

9 汪劲松,王忠华,黄田,D.J.Whitehouse;并联机床的非线性特性及其在插补精度分析中的应用[J];中国科学E辑:技术科学;2003年09期

10 黄田,唐国宝,李思维,李亚,D.G.Chetwynd,D.J.Whitehouse;一类少自由度并联构型装备运动学标定方法研究[J];中国科学E辑:技术科学;2003年09期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 宋华振;;运动控制领域的机器安全技术[J];自动化博览;2014年02期

2 叶献方,吴凌云,陈绪兵;运动控制中的加速度分析与设计[J];中国机械工程;2002年06期

3 黄川;姜菁杰;兰凯;;二层台钻杆自动排放装置运动控制建模与仿真[J];石油矿场机械;2013年07期

4 ;西门子自动化与驱动集团运动控制部的展品[J];制造技术与机床;2005年04期

5 ;首届国际电力电子及运动控制学术会议（IPEMC94＇）在北京科学会堂隆重召开[J];冶金自动化;1994年05期

6 董旌;;国内机床产业自主研发需要开放的设计平台和高品质的配套提供方[J];工业设计;2008年12期

7 常青;郭彩云;;西门子运动控制部助力中小型造纸机械技术升级[J];中国造纸;2013年03期

8 孙昌国，余达太，胡健中，马振平，李宇;旋压机床的自学习运动控制[J];北京科技大学学报;1998年05期

9 华希俊;王木菊;晋跃;符永宏;盛占石;徐东升;;激光珩磨专用机床的运动控制研究[J];应用光学;2010年06期

10 金振林;黄大贵;冯代伟;;基于ARM的高精高速运动控制[J];制造技术与机床;2007年05期

相关会议论文 前10条

1 汤炳新;;网络环境下倒立摆的运动控制[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年

2 陈寿平;蒋旭平;;模糊神经网络技术在运动控制运用中的研究[A];全国第16届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集[C];2004年

3 张豫南;王双双;张健;宋杰;;基于虚拟样机的全方位移动平台运动控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年

4 柳辉;王松山;;维修仿真中虚拟人体的运动控制[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

5 李响;;SimuroSot(5v5)仿真平台与底层运动控制研究[A];马斯特杯2003年中国机器人大赛及研讨会论文集[C];2003年

6 郭威;王晓辉;;载人潜水器及其运动控制[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

7 李天剑;郝静如;高宏;;家庭智能移动平台的运动分析与控制实现[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年

8 喻俊志;胡永辉;范瑞峰;王龙;霍继延;谢广明;;机器海豚的机构设计与运动控制[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年

9 李启宗;周侗;;一种面向运动控制领域的时钟同步算法的分析与NCNET网络实现[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年

10 袁勇;瞿玉棣;胡震宇;;月球车行走系统运动学分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前7条

1 本报记者 孙毓熹;和利时电机高科技引领运动控制领域[N];中国纺织报;2011年

2 本报记者 孙维锋;机器人争夺战[N];东莞日报;2014年

3 本报记者 任意;架起沟通产学研的“桥梁”[N];经济日报;2012年

4 记者　张琨 黄炎;“未来城”演示自动化明天[N];深圳商报;2006年

5 李永东;两项鞋类行业标准通过国家审定[N];中国国门时报;2012年

6 记者 周文斌 通讯员 何春权、尧守江;国际电力电子学术会议开幕[N];光明日报;2000年

7 李天舒;大脑运动控制研究有新进展[N];健康报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 杨林;基于工业以太网的运动控制系统关键技术研究[D];山东大学;2011年

2 王冬梅;群集运动控制及其相关特性的研究[D];华中科技大学;2009年

3 陈冰;基于时钟同步的网络化运动控制方法与实现[D];华中科技大学;2006年

4 李宏胜;轮廓跟踪运动控制系统关键技术的研究[D];东南大学;2005年

5 胡楚雄;基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究[D];浙江大学;2010年

6 程廷海;气动系统的螺旋式超声运动控制机构及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

7 李岳明;多功能自主式水下机器人运动控制研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

8 许佳奕;交互式群组运动控制[D];浙江大学;2009年

9 王军平;高性能运动控制及在数控系统中的应用[D];西北工业大学;2002年

10 赵盼;城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D];中国科学技术大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 向伟荣;全自动生化分析仪运动控制部分的研究[D];国防科学技术大学;2007年

2 闫砺锋;运动控制技术研究及运动控制板卡开发[D];四川大学;2001年

3 祝朝强;自动对位系统运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

4 杨列坤;基于运动控制的虚拟样机技术的研究[D];山东科技大学;2010年

5 郭兆仁;基于网络的运动控制研究及在精绕机中的应用[D];北京化工大学;2007年

6 马瑞;玻璃切割机的运动控制和玻璃制成品的建模研究[D];合肥工业大学;2010年

7 张慧敏;基于运动控制的PVC软标机控制系统设计及实现[D];浙江理工大学;2010年

8 刘奎;基于DSP的运动控制系统开发平台硬件环境的设计与研究[D];天津大学;2005年

9 王叔洋;HIFU（高强度聚焦超声）探头的运动控制[D];北京交通大学;2008年

10 占少民;自动穿梭板行进系统设计及运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

本文编号：1696998