一种奇异六边形6‑SPS并联机床的控制系统的制作方法

文档序号:13889260阅读:220来源:国知局

所属技术领域

本发明涉及一种奇异六边形6-sps并联机床的控制系统,适用于机械领域。



背景技术:

从1991年美国推出世界上第一台并联机床至今,并联机床已经得到了长足的发展。与传统机床相比,并联机床的机械部分比较简单,尽管具体结构形式的实现有多种,但对机床的性能影响不大。并联机床的控制系统包括硬件和软件两部分,相对比较复杂,特别是加工时的各种运动轨迹控制和其它功能完全依靠软件实现,这也正是并联机床的高技术附加值的体现。因此控制系统设计的合理与否,是并联机床的性能能否实现的关键。



技术实现要素:

本发明提出了一种奇异六边形6-sps并联机床的控制系统,采用等时细分算法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,通过pc机并行口lpt1和lpt2向伺服驱动系统发出进给信号,驱动步进电动机控制各分支部件实现进给运动。

本发明所采用的技术方案是。

所述控制系统采用pc机作为控制系统的硬件工作平台。pc机与伺服驱动系统之间的物理连接运用了并行接口lpt1和lpt2,其中lpt1是原pc机的基本配置(中断口地址为378h),为此又另行扩展了lpt2(中断口地址为278h)。

所述控制系统在数控加工程序编制上遵循使用传统的nc代码指令,以便于编程和程序的移植与交流。但由于机床结构的根本不同,使得并联机床不能像传统机床那样直接控制x,y,z轴,不能从nc代码直接到伺服控制,在六轴并联机床上要实现一定的刀具位姿,必须将该位姿转换为控制空间时刻变动的运动副的长度和转角,这里面就必须包含nc代码格式变换、进给算法、坐标变换及运动学变换等。这些构成了并联机床数控软件不同于传统机床的并联模块。

所述控制系统采用等时细分法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,该算法简化了控制系统并且使控制变得简单明了,且具有较好的实时性。

本发明的有益效果是:该控制系统针对并联机床与传统机床在控制方法上的不同,采用等时细分法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,通过pc机并行口lpt1和lpt2向伺服驱动系统发出进给信号,驱动步进电动机控制各分支部件实现进给运动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的6-sps并联机床的机械结构图。

图2是本发明的pc机与并联机床伺服系统的物理连接图。

图3是本发明的并联机床控制软件流程图。

图中:1.下轴承底座;2.支撑钢管;3.球轴承;4.步进电机;5.上轴承底座;6.静平台;7.滚珠丝杆副;8.动平台;9.底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1,机构由6个可改变长度的腿(杆)、一个上固定平台和一个下移动平台组成。移动平台上安装加工轴头用以驱动刀具。腿的一端由一个万向接头与固定平台相连,另一端由球铰与移动平台相连。通过改变腿的长度可实现移动平台6个自由度的调控,从而使加工轴头相对于固定工件具有3个位移和3个旋转运动,与现有的加工机械由正交移动和旋转运动分步实现刀具的自由度完全不同。可见,这种六杆机构并联机床的特点就在于通过控制腿长便可以实现装有轴头的移动平台所需的任意位置和方向,从而可以广泛应用于快速反应加工生产线上。

如图2,控制系统采用pc机作为控制系统的硬件工作平台。pc机与伺服驱动系统之间的物理连接运用了并行接口lpt1和lpt2,其中lpt1是原pc机的基本配置(中断口地址为378h),为此又另行扩展了lpt2(中断口地址为278h)。

如图3,控制系统在数控加工程序编制上遵循使用传统的nc代码指令,以便于编程和程序的移植与交流。但由于机床结构的根本不同,使得并联机床不能像传统机床那样直接控制x,y,z轴,不能从nc代码直接到伺服控制,在六轴并联机床上要实现一定的刀具位姿,必须将该位姿转换为控制空间时刻变动的运动副的长度和转角,这里面就必须包含nc代码格式变换、进给算法、坐标变换及运动学变换等。这些构成了并联机床数控软件不同于传统机床的并联模块。

并联机床进给运动轨迹的实现是利用逆解运算,将运动轨迹的变化转换为机床六驱动轴的杆长变化量。然后通过pc机并行口lpt1和lpt2向伺服驱动系统发出进给信号,驱动步进电动机控制各分支部件实现进给运动。

在动平台进给过程中,6根驱动轴与动平台的铰接点必须始终在同一个平面内,否则就会产生运动干涉。考虑到并联机床与普通的数控机床有明显的不同,控制系统采用等时细分法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,该算法简化了控制系统并且使控制变得简单明了,且具有较好的实时性。



技术特征:

技术总结
一种奇异六边形6‑SPS并联机床的控制系统,采用PC机作为控制系统的硬件工作平台。针对并联机床与传统机床在控制方法上的不同,采用等时细分法来实现并联机床6个分支组件步进电动机的脉冲分配,通过PC机并行口LPT1和LPT2向伺服驱动系统发出进给信号,驱动步进电动机控制各分支部件实现进给运动。

技术研发人员:许亚夫
受保护的技术使用者:许亚夫
技术研发日:2016.08.29
技术公布日:2018.03.09
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