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五自由度混联机床数控系统及后置处理技术研究,摘要并联机床由于具有理论刚度高、承载能力强、重量轻、响应速度高、结构对称易于补偿、模块化程度高、可重组性强和技术附加值高等优点，一直受到学术界的广泛关注。并联机床的出现扩大了机床的应用范围，为新型机床设计提供了理论依据。本文研究一种新型五自由度串并联机床，它适合加工具有复杂空间...
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内容介绍
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五自由度混联机床数控系统及后置处理技术研究
摘要
并联机床由于具有理论刚度高、承载能力强、重量轻、响应速度高、结构对称易于补偿、模块化程
度高、可重组性强和技术附加值高等优点，一直受到学术界的广泛关注。并联机床的出现扩大了机床的
应用范围，为新型机床设计提供了理论依据。本文研究一种新型五自由度串并联机床，它适合加工具有
复杂空间曲面的零件。本文从串并联机床应用角度出发，在机床工作空间分析方面、基于UG的并联机
床后置处理系统及并联数控系统功能开发方面进行较为深入的研究。主要研究工作如下：
在运动学分析方面，建立并联机床的运动分析模型，进行串并联机床正解和逆解算法的研究，分析
串并联机床的工作空间。
UG作为当今世界最为流行的CAD/CAM软件之一，具有强大的辅助加工能力，与数控系统结合将使
串并联机床的加工能力得到合理的应用和充分的发挥。本文从串并联机床的应用角度出发，对开发基于
UG的并联机床后置处理系统问题进行了研究。研究包括UG的后置处理器和串并联机床的后置处理系统
的功能和结构，并提出了并联机床后置处理系统的总体结构。利用UG的Post-Builder后置处理构造
器对串并联机床的后置处理系统做出架构，又使用TCL/TK语言开发了基于UG的并联机床后置处理系
统，该系统可以直接读取UG/NX生成的刀具轨迹数据，进行后置处理计算后生成可以驱动并联机床加
工的数控程序。
本文采用美国Delta Tau公司生产的通用高性能运动控制器PMAC作为控制主体，基于PMAC和IPC
开发数控系统的总体硬件结构；基于Visual C++开发数控系统的软件平台，完成了功能模块的划分并
对其中主要模块进行功能开发。根据系统的需要，基于PMAC的应用软件PEWIN中的PID调节功能对整
个系统的参数进行了优化。最后，对本系统自行研发的数控系统软硬件平台及机床进行了正确的联机调
试运行。
关键词：串并联机床，后置处理，工作空间分析，数控系统
摘要.................................
ABSTRACT...............................
第一章绪论............................
§1-1引言.......................................
1-1-1并联机床国内外发展概况与趋向...........
1-1-2并联机床特点及应用范围.................
1-1-3并联机床研究发展方向...................
§1-2并联开放式数控技术研究现状及发展趋势........
§1-3后置处理技术................................
§1-4本课题研究内容..............................
第二章串并联机床运动学及工作空间分析...
§2-1引言.......................................
§2-2串并联机床的位置正反解分析.................
2-2-1并联机构位置反解分析....................
2-2-2串并联机床位置正解分析.................
§2-3串并联机床工作空间分析......................
§2-4本章小结....................................
第三章串并联机床数控系统的开发........
§3-1数控系统总体结构............................
§3-2数控系统硬件部分组成.......................
§3-3数控系统软件部分程序编制....................
3-3-1管理模块...............................
3-3-2后置处理模块............................
3-3-3译码模块................................
3-3-4插补模块................................
3-3-5仿真模块................................
3-3-6执行模块................................
§3-4本章小结....................................
第四章基于UG的串并联机床后置处理技术研
§4-1引言.......................................
§4-2基于UG CAM模块下的刀具轨迹仿真............
§4-3基于UG的后置处理..........................五自由度混联机床数控系统及后置处
4-3-1 UG后置处理简介.........................
4-3-2 UG/Post Builder配置介绍与初步的后置处理
4-3-3 Tcl语言与高级后处理....................
§4-4本章小结...................................
第五章工程实践.......................
§5-1引言.......................................
§5-2机床的机械结构.............................
§5-3数控系统硬件总体结构.......................
§5-4 PMAC的功能与设置..........................
5-4-1 PMAC运动控制器的特点...................
5-4-2 PMAC主要功能...........................
5-4-3 PEWIN32软件设置........................
5-4-4 PID伺服控制调试.......................
§5-5调试运行....................................
§5-6本章小结...................................
第六章结论............................
§6-1主要结论..................................
§6-2未来展望..................................
参考文献...............................
致谢...................................
摘要
并联机床由于具有理论刚度高、承载能力强、重量轻、响应速度高、结构对称易于补偿、模块化程
度高、可重组性强和技术附加值高等优点，一直受到学术界的广泛关注。并联机床的出现扩大了机床的
应用范围，为新型机床设计提供了理论依据。本文研究一种新型五自由度串并联机床，它适合加工具有
复杂空间曲面的零件。本文从串并联机床应用角度出发，在机床工作空间分析方面、基于UG的并联机
床后置处理系统及并联数控系统功能开发方面进行较为深入的研究。主要研究工作如下：
在运动学分析方面，建立并联机床的运动分析模型，进行串并联机床正解和逆解算法的研究，分析
串并联机床的工作空间。
UG作为当今世界最为流行的CAD/CAM软件之一，具有强大的辅助加工能力，与数控系统结合将使
串并联机床的加工能力得到合理的应用和充分的发挥。本文从串并联机床的应用角度出发，对开发基于
UG的并联机床后置处理系统问题进行了研究。研究包括UG的后置处理器和串并联机床的后置处理系统
的功能和结构，并提出了并联机床后置处理系统的总体结构。利用UG的Post-Builder后置处理构造
器对串并联机床的后置处理系统做出架构，又使用TCL/TK语言开发了基于UG的并联机床后置处理系
统，该系统可以直接读取UG/NX生成的刀具轨迹数据，进行后置处理计算后生成可以驱动并联机床加
工的数控程序。
本文采用美国Delta Tau公司生产的通用高性能运动控制器PMAC作为控制主体，基于PMAC和IPC
开发数控系统的总体硬件结构；基于Visual C++开发数控系统的软件平台，完成了功能模块的划分并
对其中主要模块进行功能开发。根据系统的需要，基于PMAC的应用软件PEWIN中的PID调节功能对整
个系统的参数进行了优化。最后，对本系统自行研发的数控系统软硬件平台及机床进行了正确的联机调
试运行。
关键词：串并联机床，后置处理，工作空间分析，数控系统
摘要.................................
ABSTRACT...............................
第一章绪论............................
§1-1引言.......................................
1-1-1并联机床国内外发展概况与趋向...........
1-1-2并联机床特点及应用范围.................
1-1-3并联机床研究发展方向...................
§1-2并联开放式数控技术研究现状及发展趋势........
§1-3后置处理技术................................
§1-4本课题研究内容..............................
第二章串并联机床运动学及工作空间分析...
§2-1引言.......................................
§2-2串并联机床的位置正反解分析.................
2-2-1并联机构位置反解分析....................
2-2-2串并联机床位置正解分析.................
§2-3串并联机床工作空间分析......................
§2-4本章小结....................................
第三章串并联机床数控系统的开发........
§3-1数控系统总体结构............................
§3-2数控系统硬件部分组成.......................
§3-3数控系统软件部分程序编制....................
3-3-1管理模块...............................
3-3-2后置处理模块............................
3-3-3译码模块................................
3-3-4插补模块................................
3-3-5仿真模块................................
3-3-6执行模块................................
§3-4本章小结....................................
第四章基于UG的串并联机床后置处理技术研
§4-1引言.......................................
§4-2基于UG CAM模块下的刀具轨迹仿真............
§4-3基于UG的后置处理..........................五自由度混联机床数控系统及后置处
4-3-1 UG后置处理简介.........................
4-3-2 UG/Post Builder配置介绍与初步的后置处理
4-3-3 Tcl语言与高级后处理....................
§4-4本章小结...................................
第五章工程实践.......................
§5-1引言.......................................
§5-2机床的机械结构.............................
§5-3数控系统硬件总体结构.......................
§5-4 PMAC的功能与设置..........................
5-4-1 PMAC运动控制器的特点...................
5-4-2 PMAC主要功能...........................
5-4-3 PEWIN32软件设置........................
5-4-4 PID伺服控制调试.......................
§5-5调试运行....................................
§5-6本章小结...................................
第六章结论............................
§6-1主要结论..................................
§6-2未来展望..................................
参考文献...............................
致谢...................................
