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河北工业大学
硕士学位论文
基于DELTA机构三自由度并联数控实验台基础技术研究
姓名:薛永红
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:高铁红
2010-12
河北工业大学硕士学位论文
基于 DELTA 机构三自由度并联数控实验台基础技术研究
摘要
对于传统的串联机床而言,它的数学模型比较简单而机构却相对复杂,而对于并联机
床来说,它的机构相对简单但数学模型却非常复杂。在并联机床中,其末端执行器的精确
运动是在经过复杂的数学运算的基础上实现的,这种新型的虚拟轴并联机床与传统串联机
床的结构完全不同,它不依赖于固定导轨进行刀具导向,而是采用了多杆空间并联机构进
行驱动。由于并联机床的机械结构简单、动平台质量轻、模块化程度高、变通性强以及技
术附加值高,被广泛应用在各个领域。因此,开展并联数控机床的研究将具有重要的理论
意义和实际应用价值。DELTA 机构是并联机构的一种,它属于少自由度空间并联机构,
其动平台相对静平台能够实现三维平动。本文基于 DELTA 机构,研究一种新型三自由度
并联数控实验台,从机构的位置分析、奇异位形分析、工作空间分析、运动学仿真分析、
样机研制与数控系统开发以及联机调试等方面进行了系统研究,取得了一定的研究成果。
。通过对其进行位置正反解
分析建立机械结构的运动学模型,并在位置正解的基础上得到了机构的可达工作空间,为
实验台样机设计及制作提供理论基础。该并联实验台以三个伺服电机为驱动,通过联动控
制三根驱动臂实现对动平台的运动控制,其驱动部分均布于静平台上,机动性能好。
,利用UG建立实验台的三维模型,并在ADAMS中
对其进行运动仿真,对刀位点的速度、加速度与位移曲线进行分析,验证机构设计的合理
性,为物理样机结构改进设计提供理论依据。
,开发基于ADSP三自由度并联实验台的数控系统。
该系统以ADSP为核心处理器,构建“PC机+ADSP”的数控系统硬件平台。上位PC机采用
Visual C++开发软件平台,可识别G代码和CorelDraw代码;下位机ADSP采用C语言开发驱
动软件,实现对三个电机联动控制;上下位机通过串口RS232实现实时通讯。
,研制三自由度并联数控实验台的物理样机,通过联机调试,
实现刀具正确加工轨迹,验证本课题机构分析的正确性和数控系统的可行性。


关键词:DELTA 机构,三自由度并联实验台,运动学分析,ADAMS 仿真,ADSP

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基于 DELTA 机构三自由度并联数控实验台基础技术研究
FOUNDATION TECHNOLOGY RESEARCH OF 3-DOF
C EXPERIMENT FLATFORM BASED ON
DELTA MECHANISM
ABSTRACT
As for traditional serial machine tool is concerned, its mathematical model is simple and
mechanism is plex, but for parallel machine tool, its mechanism is relatively
simple and mathematical model is plex. In the parallel machine tool, achieving the
accurate motion of the end actuator is based plex mathematical calculations. The
mechanical structure of the new type of virtual axis parallel machine tool is different from the
traditional serial machine pletely, It relies on multi-bar spatial parallel mechanism to
drive the cutter but not a fixed rail to guide it. The parallel machine has many advantages, such
as simple mechanical structure, light quality of moving platform, high degree of mod