基于PMAC运动学的并联机构力控制研究.pdf

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1、机械设计与制造第8期124MachineryDesign&Manufacture2011年8月文章编号：1001—3997(2011)08—0124—02基于PMAC运动学的并联机构力控制研究术梁辉李红芳(青岛科技大学机电工程学院，青岛266061)(青岛科技大学信息科学技术学院，青岛266061)ResearchonforcecontroIOfparallelmechanismbasedonPMACLIANGHui．IHong-fanga(CollegeofElectromechanicalEngineering，QingdaoUniversi

2、tyofScience&Technology，QingdaO266061，China)(。CollegeofInformationScienceandTechnology，QingdaoUniversityofScieace&Technology，Qingdao266061，China)【摘要】对于冗余并联机构，由于位置误差的存在，如果只控制关节位置可能在系统内部产生较大内力，甚至破坏系统结构。而构建力控制系统往往需要修改整个控制系统。通过对PMAC运动控制器计算机理的深入分析研究，提出了一种简便的力控制的实现方法。首先分析了力控制的机理，然后研

3、究了力控制的正反解实现的方法，最后给出了力控制实现的实例。结果表明，该方法可以方便的实现力控制系统的构建和修改。该研究为并联机构的力控帝l提供了一种新方法。关键词：并联机构；力；PMAC【Abstract】Thereisaninstantaneouspositionerrorintheparallelmechanismwithactuationredun-dancy(PMAR)．IfweonlycontrolthejointpositioninPMAR，theinternalforcemayariseinvariousbranch-esthatm

4、ayunderminethemechanism．Therefore，forcecontrolmethodsshouldbeadoptedforcontrollingofPMAR．ThroughanalyzingthecalculationtheoryofTurboPMAC，amethodofforcecontrolisputforwardforPMAR．FirstthetheoryofPMACisstudied．Thenthemethodisproposed．Finally，anexampleisgiven，whichresultshowsiti

5、saneffectivemethod．Keywords：Parallelmechanism；Force；PMAC中图分类号：TH16，TG50213文献标识码：A1前言轴坐标系)对刀尖轨迹编程，而不用考虑实际关节坐标轴的形态。鉴于正运动学运算往往无封闭解，TurboPMAC支持迭代处理对于驱动冗余的并联机构，由于存在位置误差以及瞬时的反以解决复杂的正运动学计算。特别指出的是，在非线性程度很高向驱动，如果我们只控制关节的位置，就可能在并联机构各分支问的并联机床控制中，如只对编程端点坐标进行逆解运算，则意味产生较大的内力，尤其在高速和大负载的情况下，

6、内力会更大，甚至着所有插补均在关节空间中进行，一般情况下刀尖运动轨迹不会会破坏机构。因此在冗余并联机构控制中宜采用力控制方法如何是一条直线。TurboPMAC利用分段功能，首先对编程段进行细实现并联机构的力控制是实现冗余并联机构顺畅运动的关键分，再对每一个细分段进行逆解运算，而在关节空间只对细分段并联机构数控系统一般利用现有的开放式数控系统开发适进行精插补，使刀尖运动轨迹误差很小。这种处理方式实质上是合的数控系统。采用IPC+运动控制单元的方式是并联机构数控一种基于时问分割的粗插补。系统开发的一个有效途径。采用多轴运动控制器PMAC实现对运动学计

7、算包括正向运动学和反向运动学计算两个部分，伺服系统的控制是一种常用方式TurboPMAC具有运动计算正向运动学将铰链位置作为输入，然后将其转换为刀尖位置坐功能。此功能是为运动学计算而开发的。通过对该运动学机理的标，反向运动学将刀尖位置作为输入，并将其转换为各铰链点坐分析研究，提出了基于运动学的力控制的实现方法。该方法简单标，进行实轴位置控制。可行，易于方便的构建和修改系统，是一种有效、可行的方式。2．2运动学正反解的实现2TurboPMAC运动学计算TurboPMAC为运动学计算定义了特定的运动学正解和运2．1TurboPMAC的运动学计算功能动

8、学反解程序缓冲区，来执行运动学计算。每个坐标系只能有一TurboPMAC具有一种机制，使用户可以实现复杂的运动学个这样的程序缓冲区，运动