基于ANSYS的新型3-TPS并联机床静刚度分析

目的对新型3-TPS并联机床进行刚度计算和分析，找出不同型位下该并联机床刚度的变化规律和特点，使机床避免薄弱环节，以提高在高刚度下工作机床的加工精度．方法对并联机床刚度进行理论建模，找到对该并联机床静刚度产生影响的因素，然后应用有限元分析软件ANSYS对不同型位下、不同方向上的刚度进行仿真和计算．结果在同一位姿下，沿着Z轴方向刚度较大；在不同位姿下，极限位置的刚度最小；变形最大处在动平台与平行机构相连的铰链连接处；平行机构的变形量比较大．结论沿主刚度方向的刚度比其他方向大，远离极限位置可以提高刚度，并联机构的薄弱环节在动平台与平行机构联接的铰链处，平行机构的刚度将对整机刚度有很大的影响．     

遗传算法在并联机床设计中的应用

提出了并联机床工作空间重力比R_（WW）和支路行程与支路最短长度比R_（SS）,并以此为主建立了并联机床优化设计数学模型,采用遗传算法求解,可提高机床设计性能指标。     

并联机床构型及其设计方法初探

在对现有各种并联构型分析的基础上，从联接型式、驱动方式和自由度数三方面对并联机床构型进行了分类．结合典型并联机床分析了不同类型并联构型的特点，并对并联机床构型设计的目标、步骤和具体方法进行了研究．提出了可以采用型数综合法、构型衍生法和运动约束法完成并联构型的具体设计。     

一种低耦合度非完全对称2T1 R并联机构的运动分析与刚度建模

基于方位特征(POC)的并联机构设计理论,提出了一种低耦合度非完全对称的2T1R并联机构.首先根据序单开链法的机构运动学建模原理,分别给出该机构位置正反解的求解算法,并通过数值算例验证了其正确性;其次针对该机构的刚度特性问题,基于虚拟弹簧法建立了该并联机构的刚度模型;最后分析了该机构刚度矩阵中扭转刚度和线性刚度的变化趋势,得出该机构的刚度在工作空间内变化较为平稳,能承受较大载荷,为该机构的动力学分析及样机设计提供了理论基础.     

并联机床平台的加工

针对六轴并联机床定平台和动平台的整体式复杂结构，分析了定平台、动平台加工工艺特点，提出了焊接制作平台毛坯的方法和平台的加工方案，利用Unigraphics（UG）进行平台的辅助加工，包括生成定平台和动平台的三维造型、刀具轨迹编程、后置处理的设定和加工仿真，有效地解决了并联机床平台加工中的数控编程问题．实践证明：实际加工后的整体式定平台和动平台刚度好、精确度高，在并联机床的使用过程中收到了良好效果．     

6DOF并联机床的运动学解耦

如何解决6DOF并联机床的强耦合,一直是6DOF并联机床伺服控制上的一个难题,为此,在对Jacobian矩阵进行改造的基础上,提出了一种新的解耦方法,得到了准对解耦矩阵,实现了对6DOF并联机庆的平均和转动之间的解耦。     

并联机床发展与国内外研究现状

并联机床是20世纪90年代发展起来的新型机床,它是集机床技术、机器人技术和现代数控技术于一身的新一代加工设备,与传统数控机床相比,并联机床有刚度重量比大、响应速度快、环境适应性强和技术附加值高等优点,具有广阔的应用前景.笔者主要介绍了并联机床的起源、发展以及优越性,分析了并联机床的国内外发展现状以及应用领域和发展趋势.     

变极凸极同步电机定子支路电感系数及分析

本文以定了并联支路为基本单元，导出了交极凸极同步电机定子支路电感系数的一般表达式，该表达式不仅适合于分析变极同步电机，同时可用于常规同步电机多种故障运行的分析．通过对各支路电感系数的分析，指出了不同性质空间谐波的作用，从而为建立相应的空间谐波分析模型提供了理论基础．     

混联数控机床中并联机构的空间位姿解析方法研究

混联数控机床是机器人与机床技术相结合的产物,研究了混联机床中一种并联机构的空间位姿解析方法.     

冗余驱动并联机构的性能特征及应用研究进展

冗余驱动并联机构是一类包含冗余驱动支链的特殊的并联机构.冗余驱动并联机构在工作空间、奇异位形以及刚度等性能方面有显著优势,但是也存在多自由度、非线性且耦合性强等缺陷.本文分析了冗余驱动并联机构的构型综合、刚度与稳定性、运动学与动力学、控制等性能特征,并探讨了冗余驱动并联机构在并联机床、医疗康复机器人以及移动机器人等领域的应用.为充分发挥冗余驱动并联机构的性能优势,需要进一步突破冗余驱动并联机构的解耦及优化等关键技术问题.     

渐开线直齿内齿轮的轮齿刚度简化计算

为了获得渐开线直齿内齿轮轮齿刚度的简化计算公式,从直齿内齿轮渐开线齿形出发,建立了内齿轮的精确三维实体模型,合理选择并提出了影响直齿内齿轮变形挠度的4个主要参数:加载位置、齿轮齿数、齿轮变位系数和刀尖圆角半径,并利用有限元法对变形挠度进行了分析研究和实际计算,最后通过对计算数据的回归分析,推导出了直齿内齿轮轮齿刚度的简化计算公式.     

3-RPS并联机床的标定建模及振动分析

并联机床在标定时所建立的位置参考系与运动参考系不一致产生系统误差,从而影响机床的结构性能。通过改进标定建模方式,将两个参考系统一,并用数值模拟该并联机床的标定过程,对比结果发现,改进后的模型可以完全消除测量时的系统误差对并联机床标定精度的影响。把标定过的模型导入ADAMS进行振动仿真分析,通过对比可以发现标定过模型的各项振动指标明显优于未标定的模型,从而进一步提高并联机床的结构性能。直接提高机械加工精度及安装精度能够提高并联机床的结构参数的精度,但其代价将是极大地增加加工成本,采用运动学标定并联机床的运动学建模的方法则只需要按普通精度要求进行机械加工,这种标定建模方式具有很高的实用价值。     

一种5轴混联加工中心的位姿正逆解分析

为了解决目前纯并联机床存在的问题,研究了一种新型5轴混联加工中心结构,该新型结构具有工作空间大、静动态刚度好的优点.针对其运动参数间存在较强的耦合性,给出了运动平台姿态参数与位置参数间的数学解耦关系,将解析法和数值法相结合,对其位姿逆解进行了详细的推导,同时借助改进的杆长逼近法,进行了位姿正解的推导.实例验证结果表明算法正确、有效.该算法对混联机构的运动分析具有一定的参考意义.     

基于灵敏度分析的机枪结构动力修改研究

介绍了机械结构灵敏度分析的基本理论，探讨了用有限元法进行结构优化和灵敏度分析的一般过程．以某型机枪的枪架为例建立了有限元结构分析模型，选择枪架的弯曲刚度、扭转刚度和整枪的第一阶固有频率为性能约束，根据灵敏度分析结果，按高强度、轻质量的要求，选择出有效的设计变量进行了重量最轻和性能最优的结构优化．同时，利用试验测试数据对优化前后武器的动态响应进行了仿真对比．结果表明，优化后武器的射击频率与固有频率的匹配更加合理，提高了武器的射击精度．     

自由曲面模具磁力研磨的试验研究

基于三杆五自由度并联机床进行了对自由曲面模具磁力研磨的试验研究.实验分析了利用球型磨头对工件磁力研磨时,磁场强度、研磨间隙、磨粒粒度等因素对自由曲面模具表面研磨质量的影响.利用五自由度并联机床不仅可以去除自由曲面模具表面的切削残留痕迹,降低模具的表面粗糙度,还解决了传统手工研磨方式所引起的工件研磨质量不一致的缺陷.拓宽了三杆五自由度并联机床的应用范围.     

卧式双机联合自动钻铆系统综合刚度研究

为分析卧式双机联合自动钻铆系统中多轴机床的刚度特性分布规律,定量分析该机床末端弹性变形. 建立多轴机床的运动学模型,确定运动关节、柔性运动轴和末端执行器为其末端变形主要来源;针对柔性运动轴与末端执行器的力学特性,采用有限元法得到其对应坐标系内的刚度矩阵;针对运动关节,采用试验法得到关节空间内的刚度矩阵;通过雅克比矩阵法建立运动关节的增强型末端刚度矩阵,通过点传递法建立柔性运动轴的末端刚度矩阵;基于弹性小变形理论,综合各个变形来源的末端刚度矩阵建立多轴机床的综合末端刚度模型;通过实际测试,该刚度模型与实验结果误差小于10%,证明了该综合刚度模型的准确性.     

并联机床虚拟设计的理论方法

针对并联机床,从自由度数定理出发,确保了并联机床概念设计的可靠性;运用多体系统运动学理论,推导出并联机床运动学模型及加工空间与结构尺寸关系的模型,进而,通过并联机床相对运动约束方程,推导出并联机床刀具运动与驱动杆系参数的关系方程．这一整套研究思路,对指导并联机床的设计与控制,减小设计的盲目性提供了有力的理论依据．     

基于工作空间包络法的六杆并联机床结构尺寸设计

以6-SPS并联机床为例,对给定工作空间的并联六杆机床结构尺寸设计进行了分析与研究.以简化的球锥体工作空间为例,研究了六杆并联机床固定平台半径、运动平台半径、驱动杆杆长三者之间的关系,得出并联六杆机床结构尺寸设计的一些结论.     

新型并联机床动力学研究

新型并联机床是空间多环机构在机床业的创造性应用,考虑组成该机床各构件的弹性影响,建立了机床的弹性动力学有限元分析模型,同时针对几种典型结构工况对该机床进行了固有特性和动力响应分析,得出了结构工况与机床动态特性的关系,这些研究为该机床进行动态设计提供了基础。