[发明专利]一种消除并联构型主轴头终端动平台转速波动的方法

摘要

本发明公开了一种消除并联构型主轴头终端动平台转速波动的方法，属于机床技术领域。该方法首先建立并联构型主轴头终端动平台期望转速与实际转速间的约束关系；根据通用数控代码获得终端动平台的运动信息，进而建立插补坐标系，计算得到终端动平台在转动过程中的各个插补位置；进一步得到并联构型主轴头终端动平台的瞬时转速计算公式，利用该公式计算得到终端动平台的实际转速；然后对比实际转速与期望转速，若不满足约束关系，则对进给速率进行优化以消除终端动平台的转速波动。本发明解决了并联构型主轴头因非线性速度传递特性引起的终端转速波动问题，有效提高了运动过程中的速度稳定性。

主权项

1.一种消除并联构型主轴头终端动平台转速波动的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)建立实际转速与期望转速之间的约束关系：式中，与分别为并联构型主轴头终端动平台的实际转速与期望转速；|| ||₂为对向量取模，表征转速大小；τ％为允许的转速波动范围；2)建立笛卡尔坐标系O‑XYZ，根据通用数控代码，获取终端动平台的运动信息[A_i B_i]及[A_e B_e]，其中A_i与A_e分别为终端动平台运动起始与结束时绕OX轴方向的转角，B_i与B_e分别为终端动平台运动起始及结束时绕OY轴方向的转角；3)建立插补坐标系o‑x'y'z'，根据终端动平台的运动信息，在插补坐标系中进行插补运算：式中，n为插补点数，t_n为插补周期，θ_i与θ_i‑1分别为第i周期及第i‑1周期的插补角度；进而得到对应的插补向量为：这里OC_i为第i周期的插补向量；ox'、oy'及oz'分别为插补坐标系o‑x'y'z'的三个坐标轴单位矢量；4)建立并联构型主轴头终端动平台的瞬时转速计算公式：式中，为并联构型主轴头终端动平台的瞬时转速；F为驱动轴进给速率；K_d(k)为瞬时速度传递系数；进而计算并联构型主轴头终端动平台在运动过程中的实际转速为：式中，为运动过程中的等效速度传递系数，这里的n即为步骤3)中的插补点数；5)将计算得到的与期望转速进行比较，判断是否满足步骤1)中的约束关系；如果满足该约束关系，则保持驱动轴进给速率F不变，否则重新计算得到新的进给速率F'为：进入下一运动过程后，重复步骤1)‑5)，从而实现消除并联构型主轴头终端动平台的转速波动。