基於正解的五自由度純並聯工具機斷電後尋址及回零的控制方法

2023-04-30 02:52:41 2

專利名稱：基於正解的五自由度純並聯工具機斷電後尋址及回零的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種五自由度純並聯工具機，特別涉及一種基於正解的五自由度純 並聯工具機斷電後尋址及回零的控制方法。
背景技術：
並聯工具機以其高剛度、高精度和高承載能力等特性而備受關注。在並聯工具機現 存的許多問題中，三自由度以上的並聯工具機位置正解一直是個難題，而位置正解又是解 決工具機失電後正確判斷動平臺位姿以及工具機回零的最直接的方法。由於並聯工具機結構的特點，工具機逆解比較容易獲得，而正解往往沒有解析解或 存在多解。因而目前五自由度純並聯工具機的回零方法一般採用基於並聯工具機逆解的柵格 回零法，即控制並聯工具機各驅動杆回到各自的零位；而並聯工具機遇到中途斷電刀具主軸
(動平臺)的位姿要靠實際儀器當場測量，不僅操作困難，而且誤差大。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對具有環型鉸鏈的五自由度純並聯工具機，提出 一種基於正解的判定工具機刀具主軸(動平臺)實時位姿的控制方法，該控制方法同時解 決了斷電後尋址及工具機回零的問題，是該種並聯工具機數控系統的內核部分。控制方法將 五桿五環並聯工具機結構幾何參數、杆件姿態和刀具主軸在空間中的位姿形成一一對應的 函數關係，該方法可用於工具機刀具主軸(動平臺)運動時實時位姿的在線檢測，當工具機 發生斷電，信息丟失的情況時，接通電源後用該方法可以識別刀具主軸當前位姿，並幫 助工具機回到零點。本發明的控制方法包括如下的步驟
(1)建立控制模型，該控制模型將五桿五環並聯工具機結構幾何參數、杆件姿態、主 軸在空間中的位姿形成一一對應的函數關係。①獲得位姿正解的數學模型，即刀具主軸(動平臺)的位置 (υ,ζ)和姿態(Α及σ)的數學表達式J
權利要求
1. 一種基於正解的五自由度純並聯工具機斷電後尋址及回零的控制方法，五桿五環並 聯運動工具機的數控系統是由運動控制卡分別與上位PC機、伺服控制系統雙向連接而構成 的，該控制方法的建立包括如下的步驟(1)建立控制模型，該控制模型將五桿五環並聯工具機結構幾何參數、杆件姿態、主 軸在空間中的位姿形成一一對應的函數關係；①獲得位姿正解的數學模型，即刀具主軸(動平臺)的位置 (AZZ)和姿態(4尾Ci)的數學表達式
全文摘要
本發明公開一種基於正解的五自由度純並聯工具機斷電後尋址及回零的控制方法，該控制方法將五桿五環並聯工具機的結構幾何參數、杆件姿態、主軸上一固定點和主軸在空間中位姿的數學模型形成一一對應的函數關係，從而建立正解控制模型，適應於任何採用環形鉸鏈的並聯工具機。本發明的優點是解決了工具機刀具主軸實時位姿的判定，斷電後的尋址及工具機回零的問題。
文檔編號G05B19/19GK102012690SQ201010552140
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月22日 優先權日2010年11月22日
發明者張凱敏, 李強, 謝紅 申請人:同濟大學