并联型钻床的示教再现系统的制作方法

技术特征：

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(8)上一个半径为r的圆周上。

6.根据权利要求5所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述复合球铰的转动副为3个。

7.根据权利要求5所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于所述示教/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(8)的姿态；当拨动移动副时可实时检测出移动副/滑块的位移量，据此可控制刀具平台(8)的高度移动量。

8.根据权利要求7所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于对所述连续的钻孔加工的运动轨迹采用二次平滑技术拟合自由曲线，第一次用样条拟合空间曲线，增加曲线的光顺性；第二次对用样条拟合后的曲线存在的直线与直线连接的转角进行平滑，进一步增加曲线的光顺性和拟合精度；其第一次平滑处理为：

设有n个示教点P₁(x₁,y₁),P₂(x₂,y₂),…,P_n(x_n,y_n),且x₁＜x₂＜…＜x_n.定义：

S_i(x)＝a_i+b_i(x-x_i)+c_i(x-x_i)²+d_i(x-x_i)³

(i＝1,2,3,..n-1)

S(x)满足：

(1)S(x)通过所有的示教点，且S(x_i)＝y_i(i＝1,2,…,n)；

(2)S(x)在区间[x₁,x_n]内存在连续的一阶导数、二阶导数；

利用以上两个条件求出相应的参数a_i,b_i,c_i,d_i(i＝1,2,…,n-1)，进而确定拟合的样条曲线；

第二次的直线与直线连接处的转角平滑算法为：平滑处理时，输入平滑距离，由系统自动计算出与两侧连接点的交点和圆心，为使曲线平滑过度，增加这一小段圆弧需要与两条直线相切，两个切点分别作为圆弧的起点和终点。

9.根据权利要求9所述的并联型钻床的示教再现控制系统，其特征在于对于连续的三点P_i-1,P_i,P_i+1连成的两段直线，在拐点处进行圆弧平滑处理：假定三点的坐标分别为：P_i-1(x_i-1,y_i-1),P_i(x_i,y_i),P_i+1(x_i+1,y_i+1)，平滑距离为s；

(1)由P_i-1,P_i,P_i+1三个点确定的夹角P_i-1P_iP_i+1的夹角值为α，则过渡圆弧的圆心位于角P_i-1P_iP_i+1的角平分线上；

(2)过度圆弧的起点D坐标为

x_D＝x_i-s(x_i-x_i-1)/dist(P_i-1,P_i)

y_D＝y_i-s(y_i-y_i-1)/dist(P_i-1,P_i)

(3)过度圆弧的终点E坐标为

x_E＝x_i+s(x_i+1-x_i)/dist(P_i-1,P_i)

y_E＝y_i+s(y_i+1-y_i)/dist(P_i-1,P_i)

(4)平滑半径为r＝s/cos(α/2)

故线段P_i-1P_i、P_iP_i+1可用线段P_i-1D、起点为D半径为r终点为E的圆弧和线段EP_i+1代替。