本文在3-TPS并联机床数控系统研发的课题背景下,对并联机床数控系统中的特有模块——运动学变换及其相关算法进行了研究与分析,对于并联机床数控系统中运动控制器的设计具有实际意义。并联机床与传统机床的本质区别在于后者刀具的运动轨迹是笛卡尔空间各控制轴位移矢量的线性组合,而并联机床刀具的运动是关节空间伺服轴运动的非线性映射。要实现刀具给定的空间运动,必须经过运动学逆解算法,将刀具的运动信息转化为关节空间伺服轴的运动指令;同时需要通过运动学正解算法,根据编码器上的反馈信息实时计算出刀具在笛卡尔空间中的坐标,进而实现对刀具位置的实时监控[1]。本文主要完成了以下四个方面的工作内容:第一,分析3-TPS并联机床的机构特点,建立了运动学变换的数学模型,推导出了运动学正解和运动学逆解的基础方程组。第二,在立式、卧式及五坐标三种加工方式下分别实现运动学变换的算法。详细分析了五坐标加工方式下存在的问题及解决方法。给出了笛卡尔空间中x、y、z坐标各自的取值范围。第三,分析了刀轴运动时控制点和刀尖点的速度、加速度关系,以限制控制点的最大速度和加速度。给出了刀轴速度与平行机构转动角速度的关系方程。第四,介绍了测试平台的硬件环境和软件体系结构,用C语言编写了数控系统运动控制器的运动学函数模块。在实际平台中仿真运行,测试了运动学变换及其相关算法的性能。