并联机床的灵巧度评价指标及其应用

研究了并联机床的灵巧度评价指标及其在实际加工中的应用。介绍了一种新型的五自由度并联机床,该机床机构具有五个驱动分支和一个约束分支,可以实现三维移动和二维转动。建立了该机床机构的雅可比矩阵,得到了三个影响机床机构灵巧度的指标,即条件数、最小奇异值、可操作性;并通过对这三个并联机床灵巧度评价指标进行分析,定义了两个灵巧度的综合评价指标-综合灵巧度系数和综合灵巧度,分别作为评价不同位形下灵巧度和整个刀位文件灵巧度的指标。最后,介绍了在实际加工中对不同加工轨迹的灵巧度进行综合评价的方法。实验结果表明:机床实际加工100平面圆,对各向同性有较高要求时的最优加工轨迹为z=650 mm,保证了机床加工过程中应具有良好运动和动力学性能的要求。     

卧式双面铣前轴拳头面专用机床

介绍了一种一次装夹可以同时铣削前轴两端拳头端面成形的新型铣削专用机床.该机床夹具结构新颖,紧凑;辅助支承及夹紧点可自由调整,具有一定的柔性,夹紧压板能旋转一定角度便于装卸工件.该机床实现了多品种、不同系列前轴的铣削加工,具有成本低、效率高的优点.     

轴承实体保持架数控钻镗床的设计

介绍了实体保持架数控加工机床的机械结构和控制系统,给出了该机床的设计原则、设计方案、及控制系统的特点.该机床采用CNC进行集中控制,伺服系统进行分度和进给,液压系统进行工件夹紧,实现了不同规格实体保持架的柔性加工.     

5-UPS/PRPU 5自由度并联机床运动学分析

介绍了一种新型的5-UPS/PRPU5自由度并联机床,定平台通过五个结构完全相同的驱动分支UPS分支以一个约束分支PRPU分支与动平台相连接。该机床可以实现三维移动和两维转动,PRPU分支关节变量反映了动平台位姿,为实现闭环控制提供了条件。通过对其运动学进行分析和计算,确定了中间分支对动平台的约束运动,建立了该机床的运动学反解方程和雅可比矩阵,并通过机床样机试验验证了理论分析的正确性。     

一种新型运动副及其在并联机床上的应用

提出了一种基于新型运动副——复合球铰的虚拟轴机床,它是由5-SPS分支组成的并联机构,其中3个分支汇交于一个三重球铰,另2个分支汇交于一个二重球铰,两个球铰固接在一起形成一个复合球铰,代替了并联机构的活动平台,而且机床主轴位于复合球铰中心线上。这种基于复合球铰的5个分支新型虚拟轴机床与基于Stewart平台机构的6个分支的虚拟轴机床相比具有同样多的实用自由度,并且机床结构简单、解耦,其正反解计算及控制亦相对简单。探讨了5分支机床的结构形式,尤其对关键结构——复合球铰的结构,机构位置反解,以及一定姿态下的可达工作空间进行了分析和计算。这种新型虚拟轴机床在空间曲面加工领域将有着广泛的应用前景。     

CIMT2009展品预览（一）

北京工研精机股份有限公司 NANO-TM500超精密纳米级精度车铣复合加工机床 该机床主轴为采用高精度空气轴承的整体电主轴.带有Cs轴功能.溜板采用具有纳米级运动分辨率的直线电机对称双驱动结构,回转工作台空气静压轴承支承和直接驱动结构.     

国外动态

用软件技术展成加工齿轮机床上使用软件技术来加工零件是目前机械加工发展的趋向,现在国外出现一种CNC齿轮加工机床,该机床共有8个坐标,其中5个是管直线运动的,3个旋转运动,可加工2米直径重达30吨的大型正齿轮、螺旋齿轮或伞齿轮。该机床的最大特点是:刀具与工件的相对运动不是通过一般的机械传动系统来满足,而是借助于软件技     

一种新型气囊抛光设备及其位置分析

针对气囊抛光的运动特性和要求,提出了一种新型正交5-DOF并联气囊抛光机床,研究了该机床的位置正反解,推导出位置正反解方程,基于该并联机床的结构布局特点,绘制了该机床的工作空间轮廓图,仿真结果适合于气囊抛光的运动要求,为该并联机床的设计及气囊抛光的应用奠定了理论基础.新型5-DOF并联气囊抛光机床具有结构简单、承载能力强、精度高、运动稳定、惯性小、初始装配位姿解耦、工艺性好等优点,可用于空间曲面(磨具、叶片等)零件的加工及精密抛光等领域.     

一种新型正交5-DOF并联气囊抛光机床的运动传递性能分析

提出了一种新型正交5-DOF并联气囊抛光机床,研究了这种新型5-DOF并联气囊抛光机床的运动学传递性能,定义了速度传递性能评价指标和各向同性性能评价指标,基于这种并联机器人的结构布局特点,分析了各性能评价指标在工作空间内的分布规律,为这种并联气囊抛光机床的应用提供了理论基础。这种新型正交5-DOF并联气囊抛光机床具有结构简单、承载能力强、运动惯性小、初始装配位姿解耦、工艺性好等优点,可用于空间曲面(磨具、叶片等)零件的加工及精密抛光等领域。     

激光与电解加工机的新发展

一、新型激光模具绉纹加工机床 2010年7月,瑞士GF阿奇夏尔米公司在日本展出了新型的激光模具与轧辊绉纹加工机床。其特点：在模具加工表面质量、成本、易用程度等方面皆超过了以往的化学腐蚀加工法。目前,该机床已投入国际市场。     

钢丝绳传动5自由度机器人机构设计

提出一种用于物流系统的5自由度移动机器人系统,并对系统组成与功能进行了详细讨论。该系统机械臂由一种简洁高效的新型钢丝绳传动机构构成——行星8字形缠绕方式,整个结构紧凑高效,在减轻质量的同时提高对外做功的能力,并且解决了环形缠绕会产生的运动耦合联动问题,同时增加了关节的运动范围。还介绍了该系统的其他一些具体结构,如手部的丝杠螺母结构、钢丝张紧结构等。该新型钢丝绳传动结构在机器人研究方面具有一定的参考价值。     

Theory of Degrees of Freedom for Parallel Mechanisms with Three Spherical Joints and Its Applications

The analysis of degrees of freedom(DOF) of a moving platform is the fundamental problem in kinematics of parallel mechanism. However, many problems should be considered to correctly perform the DOF cal...     

悬置式3自由度并联机构的位置及转动性能分析

提出了一种新型的空间3自由度并联机构,该机构的运动平台具有2个移动自由度和1个转动自由度。建立了机构位置的正反解,对机构的转动能力进行了分析,计算出机构动平台在空间运动时的转动角度。同时．可以使整个机构沿x、y方向移动,增加了机构的工作空间。     

平面2自由度冗余驱动并联机构最优控制

以平面2自由度冗余驱动并联机构为研究对象，推导了该对象的动力学模型，提出了基于该机构动力学模型的最优控制器，详细给出了最优控制器的设计过程。对机构在典型的PD控制器以及所提出的最优控制器下的点到点运动控制进行了仿真实验，同时以机构末端执行器的位王误差、速度误差为被控变量，对比分析了它们的控制精度。实验证明，最优控制能够进一步减小机构在运动中的位置误差和速度误差，提高机构运动精度，获得更好的位置、速度跟踪性能。     

五自由度康复机械手臂的设计

在对现有上肢康复设备和上肢康复治疗分析的基础上，设计研究了一种五自由度康复机械手臂，给出了各部分工作原理及运动特性，对主要部件的承载能力进行了验算，设计选择了驱动系统。对机械臂进行了动力学仿真．证明了该设计可以满足预设动作要求，提高人体康复进程。     

欠秩三自由度3-UPU并联角台机构运动特性分析

分析了一种欠秩三自由度3-UPU并联角台机构(支链移动副两端转动副相互平行)的运动特性。首先，用反螺旋理论分析了在初始位置和发生位移后该机构的运动特性。其次，得到了在初始位置和发生位移后该机构的主螺旋。研究表明，该机构在不同的位置下有3个连续的移动自由度，即有相同的自由度数目及相同的自由度的性质．因而该机构是一种性能稳定的、适用的机构。通过研究，丰富了欠秩三自由度并联机构的理论。     

Multiple degrees-of-freedom arm with passive joints for on-the-machine measurement system by calibrating with geometric solids

To fabricate three-dimensional profiles with high accuracy, on-the-machine measurement is useful. Methods for the on-the-machine measurement by calibration with geometric solids used for references have been developed. In this paper, an arm with passive joints for on-the-machine measurement is proposed. As a prototype, the arm has 4 degrees of freedom (DOF) including two passive joints. The probing system has 7 DOF, including the DOF of the machine tool, in total. Angles of the passive joints are changed by driving the numerically controlled (NC) table and the main spindle of the machine tool, where the arm is mounted. To calculate the optimal posture of the arm for the shape to be measured, a numerical method of the inverse kinematics is also proposed. The arm has enough positioning accuracy to calibrate its posture. Shapes can be automatically measured with the accuracy of micrometer order by the on-the-machine measurement method as well as a commercial three-dimensional (3-D) coordinate measuring machine and a profilometer.     

基于螺旋理论四、五自由度并联机器人构型设计新方法

利用螺旋理论,提出用约束添加法对四、五自由度并联机构进行构型设计,讨论了型综合步骤,其宗旨是让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的自由度,最后通过实例进一步阐明这一方法。     

新型3-PCRNS球面3自由度并联机构

提出一种新型3-PCRNS球面3自由度并联机构,其分支运动链由一个带环形导轨的移动副PC,一个转动副RN (下标N表示三个分支中转动副的轴线都交于一点)和一个球铰S构成。运用约束螺旋理论,对该机构的自由度、奇异位形和输入选取进行分析。在一般非奇异位形下,该机构中三个PCRNS分支运动链对动平台施加三个汇交于机构中心点的约束力,约束机构动平台的3移动自由度,机构具有3转动自由度;在奇异位形下,三个PCRNS分支对动平台施加六个线性相关的约束力,其最大线性无关数为五,机构具有一个绕z轴的瞬时转动自由度。可选用带环形导轨的移动副PC作为主动副,此外该机构动平台绕z轴的转动自由度和其他转动自由度解耦。