并联型钻床的示教再现系统技术方案

本发明专利技术公开了一种并联型钻床的示教再现系统，包括工业控制计算机、运动控制卡、示教/再现控制摇杆和并联型钻床，所述工业控制计算机内设置示教/再现操控系统，所述示教/再现控制摇杆通过接口与所述工业控制计算机连接，所述示教/再现操控系统的控制指令通过所述运动控制卡控制所述并联型钻床上的各驱动器使其产生相应动作；所述示教/再现操控系统包括并联机构姿态控制模块、XY工作台平动控制模块、示教点存储模块、动作再现模块、示教点插入模块和示教点删除模块；本发明专利技术能够重复再现相同工件下并联钻孔机床的钻孔过程，使得并联钻孔机床可以重复完成相同工件上一系列不同姿态孔的钻孔作业，提高了钻孔加工的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及示教/再现的钻床加工
，具体涉及一种并联型钻床的示教再现系统。
技术介绍
传统钻床的钻头沿铅垂方向布局，这决定了传统钻床只能加工铅垂方向的孔，对于其它姿态的孔不具有加工能力。在并联钻孔机床的使用过程中，往往需要对某个工件上多个不同位置、姿态的孔进行顺序钻孔加工，且同批次工件的数量较多，如果采用人工的方式去逐个工件逐个孔钻孔，其工作效率会非常低。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种并联型钻床的示教再现系统，旨在提高并联钻孔机床的钻孔作业效率。考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种并联型钻床的示教再现系统，包括工业控制计算机、运动控制卡、示教/再现控制摇杆和并联型钻床，所述工业控制计算机内设置示教/再现操控系统，所述示教/再现控制摇杆通过接口与所述工业控制计算机连接，所述示教/再现操控系统的控制指令通过所述运动控制卡控制所述并联型钻床上的各驱动器使其产生相应动作；所述示教/再现操控系统包括并联机构姿态控制模块、XY工作台平动控制模块、示教点存储模块、动作再现模块、示教点插入模块和示教点删除模块；所述并联型钻床包括并联机构、钻头进给机构、XY工作台和龙门框架，所述并联机构与所述龙门框架上部连接，所述钻头进给机构与所述并联机构连接，所述XY工作台位于所述钻头进给机构下方；所述示教/再现控制摇杆通过所述并联机构姿态控制模块控制所述并联机构的姿态；所述示教/再现控制摇杆通过所述XY工作台平动控制模块控制所述XY工作台的平动；所述示教点存储模块用于记录当前示教点对应的并联机构的电动缸的长度以及XY工作台沿X轴和Y轴方向的位移量；所述示教点插入模块用于插入示教点；所述示教点删除模块用于删除示教点；所述动作再现模块用于自动拟合所有示教点，并通过对所述并联机构和XY工作台的联动控制，形成连续的钻孔加工的运动轨迹，从而达到对工件上不同位置、姿态孔实现连续钻孔加工的目的。为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：根据本专利技术的一个实施方案，所述并联机构为1PT+3TPS型并联结构。根据本专利技术的另一个实施方案，所述并联机构包括固定平台、中间从动腿、驱动腿和刀具平台，所述固定平台设置于所述龙门框架上部，所述驱动腿为3条并位于所述中间从动腿周围，所述中间从动腿和所述驱动腿上端与所述固定平台连接，所述中间从动腿和所述驱动腿下端与所述刀具平台连接，所述中间从动腿和所述驱动腿均为能够沿轴向伸长或缩短的伸缩杆结构，所述驱动腿由电动缸驱动。根据本专利技术的另一个实施方案，所述中间从动腿外筒与所述固定平台刚性固接且保持铅垂方向，所述中间从动腿的内杆通过万向铰与所述刀具平台中心连接。根据本专利技术的另一个实施方案，所述驱动腿上方通过万向铰与固定平台连接，3条所述驱动腿的连接点呈120度分布在固定平台上一个半径为R的圆周上，3条所述驱动腿下方的伸长杆通过复合球铰连接到下方的刀具平台上，3条所述驱动腿的伸长杆的连接点也是呈120度分布在刀具平台上一个半径为r的圆周上。根据本专利技术的另一个实施方案，所述复合球铰的转动副为3个。根据本专利技术的另一个实施方案，所述示教/再现控制摇杆由轴线正交的两个转动副、一个移动副和若干控制按钮构成，转动副上安装有角度传感器，移动副上安装有位移传感器，当操纵该示教/再现控制摇杆时，角度传感器可实时检测出两个转动副的转角α0,β0，据此可控制并联型钻床的钻头在两个方向的摆动，从而调节刀具平台的姿态；当拨动移动副时可实时检测出移动副的位移量，据此可控制刀具平台的高度移动量。根据本专利技术的另一个实施方案，所述示教/再现控制摇杆与所述并联型钻床各运动部件运动参数的映射方式为：在固定平台平面A1A2A3的中心处建立固定坐标系O-XYZ，刀具平台平面B1B2B3的中心处建立动坐标系O'-X'Y'Z'；示教开始时动坐标系相对于固定坐标系的位移向量为P＝[0,0,H0]T，H0为三条电动缸收缩到最短长度时，中间腿的长度；固定平台铰链点在固定坐标系中的坐标为：Ai＝[aix,aiy,0]T(i＝1,2,3)，其中上标T表示矩阵转置；动平台铰链点在动坐标系中的坐标为：Bi＝[bix,biy,0]T(i＝1,2,3)；动平台铰链点在固定坐标系中的坐标Ci＝[Cix,Ciy,Ciz]T为：Ci=CixCiyCiz=00H0+h0+Rot(Y,μβ0)Rot(X,μα0)bixbiy0=00H0+h0=cosμβ0sinμα0sinμβ0cosμα0sinμβ00cosμα0-sinμα0-sinμβ0sinμα0cosμβ0cosμα0cosμβ0bixbiy0=bixcosμβ0+biysinμα0sinμβ0biycosμα0H0+h0-bixsinμβ0+biysinμα0cosμβ0i=(1,2,3)---(1)]]>式(1)中的μ为旋转映射比例系数，h0为中间从动腿在姿态调节时的伸长量。于是，周边三条驱动腿的长度由下式求出li2＝|Ci-Ai|2i＝(1,2,3)(2)由(1)(2)两式得到机构的位置反解方程：li2=(bixcosμβ0+biysinμα0sinμβ0-aix)2+(biycosμα0-aiy)2+(H0+h0-bixsinμβ0+biysinμα0cosμβ0)2i=(1,2,3)---(3)]]>把a3x＝0，a3y＝R，b3x＝0，b3y＝r代入(3)式得到各条驱动腿的长度；l12=(32rcosμβ0-12rsinμα0sinμβ0-32R)2+(12R-12rcosμα0)2+(H0+h0-32rsinμβ-12rsinμα0cosμβ0)2---(4)]]>l22=(32rcosμβ0+12rsinμα0sinμβ0-32R)2+(12R-12rcosμα0)2+(H0+h0+32rsinμβ0-12rsinμα0cosμβ0)2---(5)]]>l32=(rsinμα0sinμβ0)2+(R-rcosμα0)2+(H0+h0+rsinμα0cosμβ0)2---(6)]]>根据以上对并联机构位置反解，即可推导出由示教/再现控制摇杆的摇杆倾角α0,β0计算出三根电动缸各个长度l1,l2,l3的公式。根据本专利技术的另一个实施方案，对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联型钻床的示教再现系统，其特征在于包括工业控制计算机、运动控制卡、示教/再现控制摇杆和并联型钻床，所述工业控制计算机内设置示教/再现操控系统，所述示教/再现控制摇杆通过接口与所述工业控制计算机连接，所述示教/再现操控系统的控制指令通过所述运动控制卡控制所述并联型钻床上的各驱动器使其产生相应动作；所述示教/再现操控系统包括并联机构姿态控制模块、XY工作台平动控制模块、示教点存储模块、动作再现模块、示教点插入模块和示教点删除模块；所述并联型钻床包括并联机构(1)、钻头进给机构(2)、XY工作台(3)和龙门框架(4)，所述并联机构(1)与所述龙门框架(4)上部连接，所述钻头进给机构(2)与所述并联机构(1)连接，所述XY工作台(3)位于所述钻头进给机构(2)下方；所述示教/再现控制摇杆通过所述并联机构姿态控制模块控制所述并联机构(1)的姿态；所述示教/再现控制摇杆通过所述XY工作台平动控制模块控制所述XY工作台(3)的平动；所述示教点存储模块用于记录与当前示教点对应的并联机构(1)的电动缸的长度以及XY工作台沿X轴和Y轴方向的位移量；所述示教点插入模块用于插入示教点；所述示教点删除模块用于删除示教点；所述动作再现模块用于自动拟合所有示教点，并通过对所述并联机构(1)和XY工作台(3)的联动控制，形成连续的钻孔加工的运动轨迹，从而达到对工件上不同位置、姿态孔实现连续钻孔加工的目的。...

【技术特征摘要】
1.一种并联型钻床的示教再现系统，其特征在于包括工业控制计算机、运动控制卡、示教/再现控制摇杆和并联型钻床，所述工业控制计算机内设置示教/再现操控系统，所述示教/再现控制摇杆通过接口与所述工业控制计算机连接，所述示教/再现操控系统的控制指令通过所述运动控制卡控制所述并联型钻床上的各驱动器使其产生相应动作；所述示教/再现操控系统包括并联机构姿态控制模块、XY工作台平动控制模块、示教点存储模块、动作再现模块、示教点插入模块和示教点删除模块；所述并联型钻床包括并联机构(1)、钻头进给机构(2)、XY工作台(3)和龙门框架(4)，所述并联机构(1)与所述龙门框架(4)上部连接，所述钻头进给机构(2)与所述并联机构(1)连接，所述XY工作台(3)位于所述钻头进给机构(2)下方；所述示教/再现控制摇杆通过所述并联机构姿态控制模块控制所述并联机构(1)的姿态；所述示教/再现控制摇杆通过所述XY工作台平动控制模块控制所述XY工作台(3)的平动；所述示教点存储模块用于记录与当前示教点对应的并联机构(1)的电动缸的长度以及XY工作台沿X轴和Y轴方向的位移量；所述示教点插入模块用于插入示教点；所述示教点删除模块用于删除示教点；所述动作再现模块用于自动拟合所有示教点，并通过对所述并联机构(1)和XY工作台(3)的联动控制，形成连续的钻孔加工的运动轨迹，从而达到对工件上不同位置、姿态孔实现连续钻孔加工的目的。2.根据权利要求1所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述并联机构(1)为1PT+3TPS型并联结构。3.根据权利要求2所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述并联机构(1)包括固定平台(5)、中间从动腿(6)、驱动腿(7)和刀具平台(8)，所述固定平台(5)设置于所述龙门框架(4)上部，所述驱动腿(7)为3条并位于所述中间从动腿(6)周围，所述中间从动腿(6)和所述驱动腿(7)上端与所述固定平台(5)连接，所述中间从动腿(6)和所述驱动腿(7)下端与所述刀具平台(8)连接，所述中间从动腿(6)和所述驱动腿(7)均为能够沿轴向伸长或缩短的伸缩杆结构，所述驱动腿(7)由电动缸驱动。4.根据权利要求3所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述中间从动腿(6)外筒与所述固定平台(5)刚性固接且保持铅垂方向，所述中间从动腿(6)的内杆通过万向铰与所述刀具平台(8)中心连接。5.根据权利要求3或4所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述驱动腿(7)上方通过万向铰与固定平台(5)连接，3条所述驱动腿(7)的连接点呈120度分布在固定平台(5)上一个半径为R的圆周上，3条所述驱动腿(7)下方的伸长杆通过复合球铰连接到下方的刀具平台(8)上，3条所述驱动腿(7)的伸长杆的连接点也是呈120度分布在刀具平台(...

【专利技术属性】
技术研发人员：范守文，赵元贵，牛希，曹金龙，苏渊，张忠浩，范帅，张鑫，卢满怀，余思佳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51