基于ADAMS和Simulink并联机床联合仿真.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82013年8月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueAug．2013文章编号：1001—2265(2013)08—0039—04基于ADAMS和Simulink并联机床联合仿真杨辉，赵恒华，付红栓，高兴军(辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：通过以3-TPT并联机床作为研究对象，建立该并联机构的运动学逆解方程。然后在ADMAS／View环境中，构建该并联机构的虚拟样机，然后在Simulink环境

2、中建立该虚拟样机的控制系统模型，从而实现对其的联合仿真，得到驱动力以及刀具位移变化曲线。通过对比驱动杆杆长变化曲线，从而验证了运动学逆解方程的准确性。同时也说明该并联机构在空间运动时，具有良好的平稳性。除此之外，利用虚拟样机联合仿真技术对并联机床运动学进行研究，避免了复杂的数学建模与推导，从而大大缩减了运动学分析工作量。关键词：并联机构；虚拟样机；控制系统；平稳性中图分类号：THl22文献标识码：ACo-simulationofParallelMachineToolBasedonADAMSandSimulinkYA

3、NGHui，ZHA0Heng—hua，FUHong-shuan，GAOXing—jun(SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，FushunLiaoning113001，China)Abstract：3一TPTparallelmachinetoolforthestudy，thenegativesolutionsofitskinematicsequationswereestablished．Thentheparallelmechanismvirtu

4、alprototypewasestablishedinADAMS／Viewenvi—ronment，andthecontrolsystemofthevirtualprototypewasbuiltbyusingSimulink，inordertotheCO—simulationcouldbeachieved．Finally，troughsimulation，thecurvesofdrivingforcesandcuttingtoolmovementcouldbegot．Bycomparingwiththelengt

5、hcurvesofrods，thenegativesolutionsofthekinematicsequationsareprovedberight．Anditalsoindicatesthatthestationarityiswellwhenthemecha—nismmovesinspace．Inaddition，complexmathematicalmodelingandderivationcouldbeavoidedbyU—singvirtualprototypingCO—simulationtechnolo

6、gytostudytheparallelmachinetoolkinematics．Thustheworkloadofthekinematicanalysisisreducedgreatly．Keywords：parallelinstitution；virtualprototype；controlsystem；stationarity其运动学逆解方程的准确性，这为并联机床的结构0引言设计及最终做出物理样机打下了基础。并联机床是根据Stewart平台原理开发的，是1并联机床运动学方程的建立新一代的数控机床，其较传统机

7、床在刚性、灵巧性等方面均有较大的优势。然而并联机床发展至今，在将并联机构上下平台的各虎克铰中心点按等边某些方面的研究水平尚处落后。利用虚拟样机技三角形布置，对应边分别平行，两平台在运动过程术，可以大大减少研发成本，缩短设计周期，提高设中总是保持平行，且在姿态上没有变化。首先，将基计质量。目前，较为常用的机械动力学分析软件为础坐标系0．YbZ建立在固定平台中心点上，其中ADAMS，它可以对复杂的机械系统进行运动学、静力z轴垂直向下，轴过三角形顶点日，轴正向与学以及动力学分析。本文以3-TPT并联机床为研究边BB相交；

8、然后，在运动平台的中心点上建立移对象，首先在ADAMS环境中建立该并联机床虚拟样动坐标系Op-XpZ，其中z轴垂直向下，l，p轴过三机的模型，然后建立该模型的3个输入量及3个角形顶点A，。轴正向与边A相交。其空间坐输出量，最后将变化量导人到MATLAB／Simulink中，标系如图1所示。并在其中建立该并联机床的控制系统模型，对并联设固定平台的外界圆半径为R