基于虚拟样机的机床设计与仿真研究

为了提高机床的设计水平,将虚拟样机技术引入机床的设计开发过程,通过虚拟样机技术的使用辅助设计人员进行方案分析.利用三维造型软件SolidWorks实现虚拟样机模型的建立,应用对象的链接与嵌套技术进行数控加工仿真、刀具轨迹显示、自动换刀和毛坯的自动设计,采用仿真软件ADAMS实现了该机床的动力学分析和仿真.将上述方法应用于并联机床的具体设计中,计算机仿真结果验证了理论模型的合理性,进而验证了设计的正确性和可靠性.     

新型混联虚拟轴机床加工仿真系统的设计与实现

提出了一种混联型虚拟轴机床的新结构 ,该新型虚拟轴机床具有工作空间大、可实现姿态角大、位置与姿态解耦等优点。以该虚拟轴机床为对象 ,基于 3DS环境和 MAXScript脚本语言开发平台 ,在虚拟环境下进行了样机的实体建模、运动学仿真和干涉分析。为检查机床结构设计中的动静态干涉问题、验证轨迹规划的合理性、实现对零件可加工性及加工参数的合理性评价提供了可靠的依据     

基于ADAMS的并联机床运动学和动力学仿真

以Stewart型并联机床为研究对象，应用ADAMS软件建立了由定平台、动平台、传动杆和工作台等构成的并联机床虚拟样机模型，包括详细的模型简化方法、模型的ADAMS描述及参数化、仿真过程控制，并利用该模型对并联机床的运动学和动力学进行了仿真，实现了在计算机上仿真分析并联机床的运动和动力性能，为并联机床工程设计提供了一套有效的分析方法。     

基于ADAMS的并联机床动力学逆解仿真

以3-TPT并联机床作为研究对象,利用MATLAB软件对其进行动力学逆解仿真,并做出各杆轴向驱动力的理论变化曲线。然后,在ADMAS/View中,对并联机床各个零件进行建模并装配,并对其进行仿真,从而得到了各杆移动副合力的变化曲线。最后,通过同理论变化曲线相比较,从而验证了动力学逆解方程的正确性。同时也说明该并联机构在空间运动时,具有良好的平稳性。利用虚拟样机技术对并联机床运动学进行研究,避免了复杂的数学建模与推导,从而大大缩减了运动学分析工作量。     

虚拟环境下并联机床的参数化建模与干涉校验

以Stewart型并联机床为对象，在虚拟环境下进行了样机零部件的参数化设计和装配。通过分析并联机床工作空间，建立了描述样机不发生干涉工作空间的新的数学模型，实现了工作空间计算的参数化和三维仿真。研究了刀具运动轨迹的快速干涉校验和机床加工运动过程的适时三维动态仿真。     

并联数控机床的三维运动仿真

仿真是产品开发中的一种重要设计手段,是虚拟设计技术的重要内容.利用商业虚拟样机系统Visual Nastran对一种立卧转换式三杆并联机床进行了运动学仿真,考察了机床的运动空间,验证了机床的工作原理,为机床的优化设计提供了相应数据,生成了真实感强的仿真动画.     

并联机床虚拟概念设计平台的开发

以提高并联机床设计效率和质量为目标,研究了并联机床虚拟概念设计的主要内容,开发出基于ADAMS的并联机床虚拟概念设计平台,建立并联机构型谱库和功能模块组件库,并实现对型谱库和模块组件库的管理.开发并联机床虚拟装配人机交互界面,以帮助设计者完成并联机床的虚拟装配.利用ADAMS的动画技术和仿真分析功能,实现了对样机模型的运动学仿真和分析.     

3-TPS(RRR)并联机床设计中的干涉分析

介绍了一种3-TPS(RRR)并联机床,对该机床平行约束机构的构件间、平行约束机构和并联机构间的干涉进行了详细分析,给出了相关构件间干涉判别的计算公式。通过对该机床虚拟样机的干涉检查,验证了干涉判别计算公式的正确性。这些判别公式为该机床原型样机的设计提供了依据。     

基于OpenGL的并联机床建模与运动仿真技术

介绍了基于OpenGL的并联机床实体建模和运动仿真技术。对一种新型五自由度并联机床的机构特点进行了简单描述,并建立了机床运动的数学模型。利用OpenGL的图形库和矩阵堆栈建立了该机床整体结构的实体模型,利用坐标变换对机床进行了运动仿真,对机床进行了干涉检验,分析了运动仿真的实时性策略,并开发了并联机床的仿真系统。对于同一轨迹运动分别进行轨迹绘制,仿真系统用时12秒,机床样机用时10·8秒,二者结果基本一致。     

基于Pro/E的并联机床动态仿真

利用Pro/E 软件设计出3-TPT并联机床机构,对各个零件进行建模.利用该软件的结构模块对各个构件进行装配,并对驱动杆添加驱动器,并设置好驱动器的参数.运用机构模块对构件的装配进行仿真,以观察整个机构的实际运动过程.对运动过程所得的结果进行分析,同时检查构件间是否存在干涉,最后生成并联机床运动过程的视频文件.     

Analysis and simulation for a parallel drill point grinder

Based on the 3-PRS parallel mechanism, a new drill point grinder is presented in this paper. The relationship between the drill point geometry parameters and the grinding kinematic parameters are described for the most commonly used conical twist drill, and the grinding kinematic equation is also derived accordingly. The virtual prototype modeling and the kinematic simulation using MSC/ADAMS are then carried out for the proposed parallel drill point grinder. The related kinematic analysis, such as the displacement and velocity analysis of the drill point and grinding wheel, the rotation angle analysis of the ball joints with respect to the initial position, etc., is obtained. From the simulation results, we can see that the proposed structure is capable of implementing the function of drill point grinding. The virtual prototype simulation can help in the parametric design and the structural design for the new grinder.     

五轴数控工具磨床虚拟检测及磨削仿真技术的研究

给出了可转位刀片在线测量的数学模型,建立了五轴数控工具磨床虚拟检测及虚拟磨削环境,对可转位刀片磨削前和磨削后的测量过程进行了虚拟仿真。最后以带修光刃正方形刀片为例,借助虚拟检测和磨削仿真技术对其进行生产制造的前期验证工作,检验了自动生成数控加工程序的正确性,同时完成了机床干涉判断。整个研究对测量规划可行性及数控程序可靠性的评估分析有较高的参考意义。     

基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究

在VERICUT软件环境下建立了虚拟数控非圆齿轮磨齿机床。首先基于成形砂轮展成磨削非圆齿轮的基本原理,进行了磨床的运动数据计算,并构造了符合实际加工要求的G代码形式。然后在VERICUT下进行了机床模型的搭建,并根据实际磨床的系统特性,选择了合适的控制器,配置了相关参数,建立了非圆齿轮数控加工的虚拟磨床系统。最后在VERICUT下进行了非圆齿轮的加工仿真,对加工仿真中各种干涉情况进行了检查。通过该方法,可以很好地验证非圆齿轮磨削理论的准确性,同时为后续非圆齿轮的实际加工提供了可靠依据。     

基于Matlab的螺旋面钻尖刃磨机床的运动学仿真

研究了一种利用并联机构的两轴联动实现螺旋面钻尖刃磨的新方法,分析了采用并联机构的螺旋面钻尖刃磨机床的结构、刃磨原理和运动学特性,在给出位置分析的解析表达式的同时,基于Matlab对该机床进行了运动学仿真。     

基于ADAMS的平动机构运动轨迹的规划与验证

应用ADAMS虚拟样机软件创建了一种三自由度平动并联机构的模型,利用矢量法求解了这个机构的运动反解.预设该机构的末端执行器的运动轨迹,经过逆向仿真,得出主动臂的转角变化数据曲线.再应用ADAMS软件的后处理模块将数据曲线转化成样条曲线,利用样条插值函数将样条曲线转化成可输入的数据函数.当在机构主动臂上输入数据函数转角,末端执行器就会按照预设的轨迹运动.同时进行了正向仿真,得到末端执行器的运行轨迹与预设的运行轨迹基本一致.轨迹规划代替了大量的位置正反解运算,解决了理论求解多解取舍问题.在设计末端执行器的运行轨迹和对其它并联机构的运动分析时有借鉴意义.     

五轴数控工具磨床的虚拟加工仿真技术研究

通过计算机辅助设计与虚拟样机技术,建市了五轴数控工具磨床虚拟加工环境.借助这个平台对回转面刀具进行了设计制造的前期验证,检验加工指令的准确与否.最后以两刃立铣刀为例,利用生成的数控加工程序对其进行了虚拟仿真磨削,结果证明了研究理论的可行性和准确性.同时,加工仿真可有效判断机床工艺系统的相互干涉问题,提高了数控指令的可靠...     

一种新型3P-1R并联机构三维建模及运动仿真的实现

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理,构造了一种能够实现空间三维移动和一维转动的3P-1R并联机构,并运用CAXA实体设计软件构建了该并联机构的三维参数化模型。通过嘲与ADAMS之间的数据交换,实现了ADAMS环境下该新型3P-1R并联机构虚拟样机的运动学仿真。结果表明,新型3P-1R并联机构虚拟样机构建合理,运动仿真具有可信度。     

基于某工具磨床的群钻数学模型及其仿真研究

通过对基本型群钻结构及相关参数的分析,根据某种工具磨床各轴的运动特点,建立了基于此磨床的群钻数学模型,并用刀具虚拟刃磨软件得到了满意的仿真结果,为刃磨参数的求解、群钻刃磨仿真软件的后续开发以及在此磨床上实现群钻的机械化和自动化刃磨提供了理论基础.     

基于虚拟样机技术的并联机器人机构运动仿真

以先进制造中的机器人工作平台为应用背景,研究一种具有四个自由度的新型并联机器人机构。对这种机构的结构作了简要介绍,运用虚拟样机技术,在SolidWorks软件平台上构建该并联机器人机构模型。按照机构的结构几何尺寸,利用SolidWorks创建零件并进行虚拟样机装配,直接在运动仿真模块COSMOSMotion中,通过设定原动件运动参数进行运动仿真,并对仿真结果进行分析。分析结果证明完全可以运用SolidWorks软件完成并联机构的虚拟样机三维实体建模和运动特性分析,为并联机构的实际样机的试制奠定了基础。