五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究.pdf

⑨五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究一级学科:机械工程培养单位:机械工程学院级学科:机械制造及其自动化研究生:谢红指导教师:沈斌教授申请同济大学工学博士学位论文密级:二七年一月
摘要并联机床是空间多环机构在机床制造业的创造性应用,可与传统数控机床其原型为⒘;梗⒘;部朔舜郴驳母斩戎亓勘鹊汀⒊性啬力差等缺点,具有模块化程度高、刚度重量比大、响应速度快、,并联机床普遍存在的问题,如缺乏新颖的五自由度五轴并联机床结构、工作空间与机床外形尺寸多改进措施,,建立其数学模型。在并联机构的逆解算法相比,有了很大的变化,因此该机构的运动学逆解算法具结合五杆五环并联机床的三维设计,作出了机床总体结构布局以及应用装配关系和约束条件在机床中实现五自由度,完成了机床杆件的组成结构、铰链难确定,并联机床的尺度拟合及空间位置的确定是设计过程中的难点。论文尝形成很强的互补,它是随着并联机构的理论研究与计算机软硬件技术不断发展而产生的,是机构学理论、机器人技术、数控技术和机构技术相结合的产物,之比较小、姿态角受到限制等,正引起重视,国内外学者针对这些问题提出很五环并联运动机床最大的优点是实现了机床主轴部件的偏转角等于。,可以使机床做到加工时一次装夹,,探索了虚拟设计技术在机床新产品开发方面的具体应用方法,这些方法包括概念设计、建立数字样机,评价考察设计质量的虚拟仿真,提出了机械产品的创新设计新思路。论文主要工作包括以下几方面:该机构中,隹扇我馊倭茸6淖;诽娲顺9媲榭鱿鹿潭ò沧坝诙台的约束铰链,,其约束铰链的位置由常规时的已知交为未知,。,在加工范围已知的情况下,各杆件的长度、行程范围、动平台的可达位姿和机床外壳等尺寸参数很
试利用虚拟装配的方法解决这个问题,虚拟装配最大的优点是装配过程是可视提出并实施了一种能够解决并联机床速度、加速度和力正逆解的仿真方法。完成了五杆五环并联机床数字样机的运动学和动力学仿真。通过一系列仿真分析,使产品在试制过程中可能出现的问题大部分在设计阶段解决。根据运动学和动力学的相关理论和并联机床具有随位姿变化而变化的动态特性,在已知加工表面参数的条件下,运用软件鞒隽嘶驳亩抡妫酶没床的运动学逆解模型对五根杆长进行控制,从而获取了机床刀尖的运动轨迹、到了刀尖在受到模拟切削力作用下,各驱动杆中驱动力的动态变化。,机床具有良好的性能。提出了将并联机床数控系统中不同于传统机床部分组成功能模块,直接嵌入开放式数控平台,从而能够共享平台上的通用功能的开发模式。分析了传统机床和并联机床数控系统中的相同和不同部分,研究了面向传统机床的开放式数控系统各功能模块的组成及它们的标准接口,同时分析总结了并联机床功能模自由度并联运动机床为例,对上述方法进行了验证,最后写入朊罱了模拟走刀,得到了正确的结果,,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。关键词:并联机床,虚拟设计,数学模型,动态仿真,开放式数控系统且动态的,,从而验证了并联机构逆解数学算法的正确性,并得借助有限元分析软件,Ⅱ
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