【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及并联机床控制系统领域,尤其涉及并联机床手动控制系统及其控制方法领域,具体的说,是一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统及其控制方法。
技术介绍
传统的钻孔机床在钻孔之前对刀时,由于只能分别控制两个方向的自由度的运动,分别在两个方向上对齐,不能一次性快速完成对刀工作,通过这种方式控制寻找曲面上某点法线方向并让钻头与之对齐的速度很慢、效率很低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,用于解决现有的机床钻孔主要通过人工在两个方向自由度进行机械对齐钻孔需要依赖于操作人员的经验进行判断具有不可控性,影响钻孔精度的问题;同时本专利技术还提供所述控制系统的控制方法,以便更好的实现本专利技术。本专利技术通过下述技术方案实现:一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,包括控制手柄、液晶显示装置、计算控制装置和并联钻孔平台,所述控制手柄与计算控制装置连接,所述计算控制装置分别与液晶显示装置和并联钻孔平台连接;所述计算控制装置由依次连接的A/D转换模块、映射单元、中心控制单元、运动学反解单元和PID控制单元构成且所述A/D转换模块与控制手柄连接;所述并联钻孔平台与所述PID控制单元电连接。优选地,所述并联钻孔平台为1PT+3TPS型并联机构,由固定平台、动平台、从动腿和驱动机构组成,所述从动腿一端与固定平台连接,另一端与动平台万向铰接,所述驱动机构两端分别与所述固定平台和动平台万向铰接。优选地,所述从动腿与固定平台1连接处设置了增强法兰。优选地,所述驱动机构包括结构相同的第一驱动腿、第二驱动腿和第三驱动腿,所述第一驱动腿、第二驱动腿和第三驱 ...
【技术保护点】
一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,包括控制手柄、液晶显示装置、计算控制装置和并联钻孔平台,所述控制手柄与计算控制装置连接,所述计算控制装置分别与液晶显示装置和并联钻孔平台连接;所述计算控制装置由依次连接的A/D转换模块、映射单元、中心控制单元、运动学反解单元和PID控制单元构成且所述A/D转换模块与控制手柄连接;所述并联钻孔平台与所述PID控制单元电连接。
【技术特征摘要】
1.一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,包括控制手柄、液晶显示装置、计算控制装置和并联钻孔平台,所述控制手柄与计算控制装置连接,所述计算控制装置分别与液晶显示装置和并联钻孔平台连接;所述计算控制装置由依次连接的A/D转换模块、映射单元、中心控制单元、运动学反解单元和PID控制单元构成且所述A/D转换模块与控制手柄连接;所述并联钻孔平台与所述PID控制单元电连接。2.根据权利要求1所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,所述并联钻孔平台为1PT+3TPS型并联机构,由固定平台(1)、动平台(6)、从动腿(5)和驱动机构组成,所述从动腿(5)一端与固定平台(1)连接,另一端与动平台(6)万向铰接,所述驱动机构两端分别与所述固定平台(1)和动平台(6)万向铰接。3.根据权利要求2所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,所述从动腿(5)与固定平台(1)连接处设置了增强法兰(51)。4.根据权利要求2所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,所述驱动机构包括结构相同的第一驱动腿(2)、第二驱动腿(3)和第三驱动腿(4),所述第一驱动腿(2)、第二驱动腿(3)和第三驱动腿(4)的两端均分别万向铰接在固定平台(1)和动平台(6)上且两端的三个铰接点分别位于同一圆周上并且同一端的三个铰接点之间的平面夹角均为120°。5.根据权利要求4所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统,其特征在于,所述第一驱动腿(2)、第二驱动腿(3)和第三驱动腿(4)分别通过一号电动缸、二号电动缸和三号电动缸驱动。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统的控制方法,具体如下:操作控制手柄并通过设置在控制手柄内的传感器获得控制手柄绕X轴转角α1和绕Y轴转角β1,并通过映射单元对α1和β1进行处理得到并联钻孔平台对应的理论滚转角度α2、俯仰角度β2;通过运动学反解单元得到所述第一驱动腿(2)、第二驱动腿(3)和第三驱动腿(4)的对应长度l1、l2、l3;运动学反解单元将l1、l2、l3的数值信号发送至PID控制单元,并通过PID控制单元将根据l1、l2、l3的数值信号发送对应的驱动信号至并联钻孔平台执行并钻孔。7.根据权利要求6所述的一种并联钻孔装置钻头姿态的控制系统的控制方法,其特征在于,所述α1和β1是通过一个可变映射系数μ映射到并联钻孔装置的滚转角度α2、俯仰角度β2,定义映射转换的比例系数为μ1=Φp/Φs,Φp为并联钻孔装置在X和Y轴上旋转的行程范围,Φs为控制手柄在X和Y轴上旋转的行程范围,并设μ2=0.5μ1,μ3=0.1μ1,则通过调节映射倍率旋钮可以从μ1,μ2,μ3中选定一个合适的旋转映射系数μ;从动腿(5)最短长度为h1,最大长度为h2,所述从动腿(5)在姿态调节长度为H且H=(h1+h2)/2,所述固定平台(1)的半径R=400mm,动平台(6)的半径r=150mm,H=680mm,采样周期T=10ms;位置反解具体如下:设固定平台(1)A1A2A3的中心处建立固定坐标系O0-X0Y0Z0,动平台(6)平面C1C2C3的中心处建立动坐标系O1-X1Y1Z1;动坐标系相对于固定坐标系的位移向量为P=[0,0,H]T,固定...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜春平,李国进,黄中平,
申请(专利权)人:成都飞机工业集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:四川;51
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