双并联机构机床数控编程中刀位坐标变换.pdf

维普资讯 双并联机构机床数控编程中刀位坐标变换 杜玉红 李 佳 黄 田 天津大学 机械工程学院机械制造教研 室，天津 300072 摘要 ：利用旋转矩阵等价原理建立刀位 矢量和并联机构姿态欧拉角的转换 关系，坐标 变换方法将从零件 模型得 出的刀住数据转化为双并联机构机床运动控制 中所需的刀具位 置和姿 态，为请机床数控编程作 了基础性技 术准备 。 关键词 ：并联机床 ；数控编程 ；坐标变换 ；矩阵等价 中围分类号 ：TG659．0212：0241．6 文献标识码 ：A 文章编号 ：1001—2265(2002)01—0001—04 Thetoolposition coordinatetransitionofNC programm ing in doubleparallelmanipulator DU Yuhon LIJia HUANG Tian Abstract：Basedonrotationmatrixalgorithm，thispaperdealswith therelationshipbetweelathevceto~ofcutteraxisandthe Ol118angleofparallelmechanism Andit~ mpletestheexchangebetw~nthe tooldataderivedfrom thepartm0delandthetool positionandpose relevanttOthecontroloftheparallelmechanism ．Theachievementsstated inthispaperhavelaidasolidofun— dationfortheNC programmingofparallelmanipulator Key_Drds：parallelmanipulator~NCprogramming：coordinatetransition；rotationmatrix 过一系列坐标变换的线性组合实现的。但是这种方法 1 引言 不能直接应用于并联机床 中，因为并联机构的运动是 并联机构引人机床设计后 ，国内外都在这一领域 通过同时对多个坐标轴进行非线性控 制完成 的，而非 展开 了广泛 的研究 。随着研究的深人 ，六 自由度纯并 简单地将各个坐标轴做线性组合。因此有必要对其规 联机构的弱点逐渐显现出来 ，例如运动学正解困难 、工 律进行剖析 ，井给出有效的解决方法 作空间小 、实现姿态能力差等。为解决这些问题 ，美国 2 基本 问题及 其解 决思路 Michigan大学 Koren教授提出采用 串一并联或并 一串 一 串等混联构型 tJ。在混联构型 中，通常采用两个少 由零件模型给出的刀位数据为相对于工件坐标系 自由度机构组合以实现多轴加工能力 天津大学在并 的位姿 (x，y，z，i，J，k)包括表示位置的(x，y，z)和 联机床研制 中充分注意这些 问题 ，分别在 211T程和 滑鞍 863项 目的支持下 ，研制 了可实现空 间平动的并联机 构和可实现空间转动的球面并联机构 。这两种机构将 史链 多坐标加工刀具相对于工件的平动和刀轴矢量相对于 # 工件的转动从六 自由度并联机构 中分离开来 ，因而降 动平台 低 r求解难 度，扩大 了