【摘要】：葉片是能源、動力設備中的關鍵零件,其對整機安全性、穩(wěn)定性的影響不容忽視。為了提高葉片磨拋精整加工自動化程度,減少人為因素對其表面質(zhì)量的影響,優(yōu)化加工效率,吉林大學智能精密課題組開發(fā)了一臺磨拋測一體化混聯(lián)式葉片磨拋機床。本文根據(jù)混聯(lián)磨拋機床實際工作需求,對其控制系統(tǒng)及相關算法進行了研究�；炻�(lián)磨拋機床整體運動時存在耦合現(xiàn)象,對其進行控制前需要對機床做運動學分析。為了在運動過程中規(guī)避奇異位形,采用運動學法及旋量法對機床各部分結(jié)構(gòu)進行分析;考慮運動耦合特性,根據(jù)奇異位形分析結(jié)果應用歐拉角、多體動力學等知識對機床運動的逆解及正解進行修正和求解,其結(jié)果為控制系統(tǒng)運動控制、速度規(guī)劃等提供了理論基礎。應用凱恩動力學方程法建立機床動力學模型,通過仿真分析對模型進行驗證,研究機床不同位姿下的動力學特性,以優(yōu)化、提高機床控制的準確性及可靠性;為了減少插補段銜接處因速度突變而引起的沖擊振動,改善工件表面加工質(zhì)量,采用動力學逆解與S形加減速方案相結(jié)合的速度規(guī)劃算法進行機床加工速度的規(guī)劃。建立了控制系統(tǒng)硬件體系結(jié)構(gòu),采用開放式控制方式“PC+運動控制卡”,針對參與空間運動的五軸制定了優(yōu)化方案:對執(zhí)行直線運動的兩軸用光柵尺建立全閉環(huán)反饋系統(tǒng);在實現(xiàn)兩虛擬軸運動的并聯(lián)機構(gòu)上安裝位移傳感器,對其末端運動實時監(jiān)控;工件旋轉(zhuǎn)軸采用減速器改善系統(tǒng)剛度;電機采用力矩模式,優(yōu)化閉環(huán)反饋特性。開發(fā)控制軟件,實現(xiàn)機床的常規(guī)運動及葉片的智能仿人加工。對機床整體控制方案以及運動學分析進行實驗驗證,將各軸實際位置值與輸入值作對比,驗證控制方案的合理性;將三坐標測得的葉片坐標點與運動學分析結(jié)果作對比,驗證運動分析的正確性;對動力學——S形加減速方案相結(jié)合的速度規(guī)劃算法進行實驗驗證,通過與梯形加減速方案加工的工件表面質(zhì)量做作對比,驗證該速度規(guī)劃算法可行,并顯著提高了工件表面質(zhì)量。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG596

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本文編號：2530701