[發(fā)明專利]基于正解的五自由度純并聯(lián)機(jī)床斷電后尋址及回零的控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010552140.1
• 申請(qǐng)日: 2010-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102012690A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝紅;李強(qiáng);張凱敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/19
• 分類號(hào): G05B19/19
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 陳樹(shù)德

1.一種基于正解的五自由度純并聯(lián)機(jī)床斷電后尋址及回零的控制方法，五桿五環(huán)并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是由運(yùn)動(dòng)控制卡分別與上位PC機(jī)、伺服控制系統(tǒng)雙向連接而構(gòu)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(huán)并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、桿件姿態(tài)、主軸在空間中的位姿形成一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系；

①獲得位姿正解的數(shù)學(xué)模型，即刀具主軸（動(dòng)平臺(tái)）的位置????????????????????????????????????????????????和姿態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

????????

其中：、、---刀具主軸中心線的單位方向矢量；

、、----刀尖點(diǎn)的位置坐標(biāo)；

、??-----五根桿的編號(hào),可取1、2、3、4、5；

----第根桿與主軸中心線所確定平面的法向量；

-----第根桿與主軸中心線所確定平面的法向量；

-----主軸尾部軸心線上選定點(diǎn)，由機(jī)床頂部激光跟蹤儀對(duì)應(yīng)選取；

②獲取正解數(shù)學(xué)模型中的各個(gè)參數(shù)：

固定值由機(jī)床裝配完成后直接測(cè)量獲得；

變量由絕對(duì)坐標(biāo)傳感器直接測(cè)量或轉(zhuǎn)換獲得；五根桿中任意選取兩根桿作為測(cè)量對(duì)象，在兩根桿虎克鉸的固定軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸上分別設(shè)有多個(gè)角度傳感器，在兩根桿件的桿底設(shè)有線位移傳感器，并在機(jī)床頂部安裝激光跟蹤儀；

以上確定主軸中心線的兩平面的法向量和的求解如下：

；

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????????；

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????????；

????????；

；

????????

；

；

其中：----虎克鉸中心點(diǎn)，固定值；

----推桿與虎克鉸轉(zhuǎn)環(huán)的鉸接點(diǎn)，變量，由以上算式轉(zhuǎn)換獲得；

------------桿長(zhǎng)值，變量，由線位移傳感器測(cè)量所得；

------------伸縮桿與虎克鉸內(nèi)環(huán)法向量的夾角，固定值；

----------伸縮桿與虎克鉸內(nèi)環(huán)法向量的夾角增量，變量，由安裝在虎克鉸轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的角度傳感器2、4測(cè)量所得；

----------虎克鉸繞固定軸軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，變量，由安裝在虎克鉸固定軸上的角度傳感器1、3測(cè)量所得；

---局部坐標(biāo)系軸與定坐標(biāo)系之間的初始夾角，固定值；

---局部坐標(biāo)系軸與定坐標(biāo)系之間的初始夾角，固定值；

---局部坐標(biāo)系軸與定坐標(biāo)系之間的初始夾角，固定值；

（2）斷電后尋址：

采用絕對(duì)坐標(biāo)傳感器，在機(jī)床遇到斷電信息丟失的情況下，重新接上電源，傳感器顯示的是所有位置的當(dāng)前值，即、、及，代入以上公式，即獲得機(jī)床刀具主軸的當(dāng)前姿態(tài)；

（3）將正解獲得的當(dāng)前點(diǎn)作為回零路徑的起點(diǎn)寫入上位PC機(jī)，由上位PC機(jī)將回零路徑算式寫入運(yùn)動(dòng)控制卡；

（4）運(yùn)動(dòng)控制卡輸出控制信號(hào)至伺服控制系統(tǒng)，從而控制機(jī)床回零。