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。     

基于全局动力学性能的并联机床结构参数优化

提出了一种以并联机床动力学模型为基础的结构参数的优化方法。以6—UPS型并联平台机构支链为研究对象进行了运动学分析，给出了机构支链的运动学方程和速度加速度映射公式，以运动学为基础叙述了该机构动力学建模过程，建立基于全局指标结构参数优化模型，并对6—UPS型并联机床进行了优化计算。为检验结果的正确性，采用仿真机构运动的方法对优化结果进行了验证。     

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。     

基于遗传算法的3-PRS并联机床的运动学标定分析研究

针对并联机床运动中存在偏差的问题,提出了基于结构参数和遗传算法的逆向运动学标定方法,推导出了并联机床误差标定的模型。该方法不需要求并联主轴平台的正向解,避免了并联机构相对复杂的正向运动分析问题。计算表明:利用名义机床结构参数计算的逆向运动误差明显大于标定的结构参数得到的逆向运动误差;标定后的三个圆柱铰和球铰的位置更接近于名义位置,说明误差标定可以对机床结构进行校正。     

激光加工用三平移并联机床的分析与研究

设计与研究了一种用于激光加工的三平移并联机床。介绍了并联机床的组成及部件间的连接关系。通过应用并联机构拓扑结构理论对并联机床的自由度进行了分析,得出其自由度输出为三平移。通过建立杆长约束方程,得到并联机床机构的运动学位置逆解方程。应用几何法对并联机床工作空间进行了分析与求解,并得出工作空间与机床机构参数之间的关系。通过建立并联机床的几何参数误差模型,得到机床动平台的输出位置误差,进而为并联机床生产和运动控制提供理论依据。     

A New Method for Measuring the Movable Platform Position and Orientation of Parallel Machine Tool

提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构,当运动平台运动时带动测量机构运动,通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量,经运动学建模即可得到运动平台的位姿。当测量机构位姿正解求解速度满足实时控制要求时,利用该反馈信息对机床进行实时精度补偿和控制。基于上述思想建立的并联机床位姿测量系统可部分排除机床切削力变形和运动副间隙等误差,从而提高机床的位姿测量精度。以一种五坐标并联机床为例,介绍采用附加测量机构直接测量运动平台位姿精度的建模方法。其中,测量机构的综合十分重要。测量机构的组成决定了运动学模型的复杂程度,即决定了运动学模型的计算效率。     

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-TPT 型并联机床的精度分析与仿真

为提高3-TPT型并联机床的运动精度,解决杆长误差和铰链间隙误差的影响问题,将3-TPT型并联机床的各条支链作为假想的单开链,利用矩阵法结合从运动学方程微分得到的结论,推导出杆长误差和铰链间隙误差与终端动平台位置误差的映射关系.以东北大学研制的3-TPT型并联机床为模型,在MATLAB下利用蒙特卡洛方法分析了工作空间内杆长误差和铰链间隙误差对终端运动精度的影响规律.仿真结果表明,该机床的终端输出误差较小,约为输入误差的1/15～1/12.5,基于该构型的试验平台可达到较高的运动精度.     

新型5自由度并联机床运动学自标定研究

为提高并联机床的运动精度,提出了一种新的运动学自标定方法.该方法基于冗余传感器测出的动平台全部位姿信息,利用运动学反解公式,建立了标定数学模型,并应用遗传算法进行参数辨识,避免了大量的偏导计算.标定后机床X轴定位精度由标定前的士0.06 mm提高到士0.03 mm,Y轴定位精度由标定前的士0.43mm提高到±0.07 mm,Z轴定位精度由标定前的士0.94 mm提高到士0.07 mm.该方法为改善并联机床的运动精度提供了一种有效手段,并为并联机床的闭环控制奠定了基础.     

基于ADAMS的并联钻尖刃磨机床运动学仿真研究

以3-PRS型并联机床为研究对象,基于MSC/ADAMS虚拟仿真开发平台,进行了新型钻尖刃磨机床的实体建模、运动仿真和干涉分析,得出的滑块位移曲线和球铰关节转角曲线都在指定的范围内,从而验证了结构方案的合理性.文中的虚拟仿真与分析也为机床结构设计中的动静态干涉、轨迹规划的合理性及参数设计的合理性评价提供了依据.