[发明专利]五杆五环并联运动机床加工的控制方法

权利要求书

1.一种五杆五环并联运动机床加工的控制方法，该五杆五环并联运动机床的数控系统是由运动控制卡分别与上位PC机、伺服控制系统双向连接，该控制方法包括如下的步骤：

(1)建立控制模型，该控制模型将五杆五环并联机床结构几何参数、刀具尺寸和被加工工件表面的数学模型形成一一对应的函数关系，获得杆长函数；

(2)上位PC机将五个杆长函数写入运动控制卡；

(3)在运动控制卡中根据走刀速度设置电子凸轮的旋转速度；

(4)运动控制卡输出控制信号至伺服控制系统，控制机床进行加工；

所述的建立控制模型，该控制模型将五杆五环并联机床结构几何参数、刀具尺寸和被加工工件表面的数学模型形成一一对应的函数关系，获得杆长函数的步骤是：

①获取五杆五环并联机床的结构几何参数；被加工工件表面的数学模型；

②由被加工工件表面的数学模型获取刀具轴线的姿态矢量，由刀具尺寸获取刀头点的位置矢量；

③杆长公式获得：

Lm=]]>

(X1m-X-HmA-R·ImIm2+Jm2+Km2)2+(Y1m-Y-HmB-R·JmIm2+Jm2+Km2)2+(Z1m-Z-Hm1-A2-B2-R·KmIm2+Jm2+Km2)2]]>

其中，m＝1，2，3，4，5------杆的序号

L_m------杆件的长度；

H_m------每个环的中点到刀具基准面的距离；

R--------运动平台的转环半径；

X，Y，Z------刀头点的位置；

A，B，C------刀具轴线的姿态；其中

C=1-A2-B2;]]>

X_lm，Y_lm，Z_lm-----五杆件连于机架的铰接点位置

I_m＝(1-A²)(X_lm-X)-AB(Y_lm-Y)-AC(Z_lm-Z)

J_m＝-AB(X_lm-X)+(1-B²)(Y_lm-Y)-BC(Z_lm-Z)

K_m＝-AC(X_lm-X)-BC(Y_lm-Y)+(A²+B²)(Z_lm-Z)

④将杆长公式归结为杆件伸缩基于时间函数

将基于时间的数控加工插补公式代入杆长公式：

L_m＝l_m(X，Y，Z，A，B)＝l_m[x(time)，y(time)，z(time)，a(time)，b(time)]

其中，x(time)------随加工时间变化的X值；

y(time)------随加工时间变化的Y值；

z(time)------随加工时间变化的Z值；

a(time)------随加工时间变化的A值；

b(time)------随加工时间变化的B值；

⑤建立每一时间瞬时同步与协调

在运动控制卡中设置一根虚拟轴，五根驱动杆的每个对应的插补点由一根虚拟轴同步与协调。