一种串并联型机床及其误差分析

多杆件并联及串并联型机床是正在致力研究和开发的新型加工设备,分析了一种新研制的串联型机床的结构及空间误差,推导并验证了主轴平台空间运动误差的数学模型,通过示例计算探讨了连杆的制造误差和滑座的进给误差给刀具空间运动位置精度和平台姿态的影响。     

一种新型串并联机床的工作空间分析

介绍了一种新型串并联机床的结构.同纯并联机床相比,该型机床具有更大的工作空间和更好的刚度性能.文中构建了其运动学逆解模型,分析其工作空间的约束条件,给出了工作空间的求解流程图.实例表明,该型机床的工作空间较大,具有很好的应用前景.     

并联机床运动学自标定方法研究

以Stewart型并联机床为对象,研究一种能实现自标定的运动学标定方法,以提高标定效率.在建立两点之间距离误差的基础上,采用哑铃型球杆作为标准的检测量具,并以此建立机床结构参数误差与球杆标准长度之间的误差传递模型.提出了数据自动采集的方案,开发了专用标定软件,实现了数据采集、数据分析处理和机床结构参数补偿的集成.基于提出的方法,利用测头、球杆和为标定而开发的软件,作为加工叶片的Stewart型六自由度并联机床标定的工具.经两次标定,在机床工作空间内,并联机床的运动学定位误差控制在±0.02 mm以内.     

虚拟轴机床的运动学预标定实验研究

运动学标定是提高虚拟轴机床精度的重要技术手段,结果机床加工作业的特点,提出一种对虚拟轴机床进行预标定有效方法。其特点是通过改变静平台铰链点的位置参数校准静平台坐标系相对于工作台坐标系的姿态,从而消除因静平台坐标系位姿偏差所导致的末端输出误差,这有利于提高以后标定算法的有效性,为标定作好准备。     

一种基于相关性分析的并联机床标定方法

针对一台实际的并联机床,简化过约束结构,在运动学方程一次微分和二次微分的基础上,进行相关性分析,整合相关性强的辨识参数,推导出z向垂直度误差近似唯一相关于立柱倾斜系数,从输出误差测量的角度实现对误差源的分类。同时利用简单可行的相对误差测量方案,基于相关性分析的结论,采用分步标定方案,显著提高精度,大工作空间内达到±0.04 mm以内,局部在±0.02 mm以内,满足了工程需要。该方法基于参数间以及参数和输出误差间的相关性分析,有效简化标定过程,实现参数的分步辨识,为并联机床标定提供了新思路。     

基于Pro/E的串并联机床几何建模和运动仿真

在串并联机床结构分析的基础上，基于Pro／E参数化设计软件对其中的零部件进行建模，通过一定的约束条件和装配关系对零部件模型进行装配，由此完成串并联机床的几何模型，并通过此模型运用Animation功能实现了主轴平台的仿真。     

多功能模块化串并联机床结构的研究

在分析当前机床技术发展的趋势的基础上,提出了一种新型模块化并联机床结构,机床主运动的实现采用并联机构,工件的进给运动由串联机构实现。研究了机床主运动模块平面二自由度机构的运动特性,给出了机构运动学正反解。机床采用模块化结构设计,据加工需要,可方便快捷地组合设计不同自由度的机床;运动机构串并联相结合,既具有结构简单,刚度重量比大,响应速度快的特点,又具有工作空间较大的特点。     

应用LPOE公式与遗传算法标定导引头运动学参数

提出了一种导引头运动学参数标定方法,用于提高两轴双框架导引头的视轴静态指向精度。首先,根据导引头稳定平台的光机结构特点,应用局部指数积(LPOE)公式建立了导引头理论运动学模型;通过分析轴系误差对运动学参数的影响,修正了理论运动学模型。然后,结合参数标定原理,设计了遗传算法。该算法采用多点交叉与自适应变异概率来提高搜索效率并求得全局最优解。以视轴静态指向误差为目标函数,利用遗传算法对运动学参数进行了辨识。最后,利用激光跟踪仪测得两组数据,分别用于辨识参数及验证标定模型。实验结果表明:视轴的静态指向精度由标定前的109.9″提高到22.3″,显示提出的标定方法能够有效的修正导引头运动学参数。     

一种数控铣床刀具位姿参数的标定方法

在传统立式铣床的基础上进行数控改造,配置了6自由度工作台,形成一种新型的多功能数控铣床.简要介绍了该型铣床的结构,详细介绍了刀具相对于基座坐标系的位姿参数的标定方法,对铣床加工精度的提高有着重要意义.     

基于6-TPS型并联机床的标定方法研究

以6-TPS型并联机床为对象,研究了并联机床运动学标定方法。首先假定了并联机床各结构参数单位误差,在与测量方式相一致的广义坐标上,通过并联机床正解的方式,利用所测的点数据,以数值法构造了机床末端位姿误差与结构误差的影响系数矩阵。通过这种方法,构造参数误差数学辨识模型,针对6-TPS型并联机床的特点,提出了测量并联机床平动和聚点性误差的方案,并在工程实际应用中验证了该标定方法的可行性。     

六轴并联机床运动精度的标定研究

在对六轴并联机床进行运动精度标定的过程中，采用光栅球杆仪对并联机床运动平台的位置和姿态进行间接测量；针对实际标定过程中由于测量仪器自身精度产生的量测噪声造成最终辨识结果严重失真的问题，采用矩阵重构的方法来加以克服。仿真和实验结果表明上述方法可以有效地提高并联机床的运动精度，为并联机床的标定探索了一条切实可行的途径。     

一种新型混联机床的机构设计与运动学分析

提出了以四自由度1PS+4TPS型混联机构为主进给机构,辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型混联机床的布局设计方案。该混联机床方案中定平台通过4个结构完全相同的TPS驱动分支以及一个PS约束分支与动平台相联,动平台可以实现一维平动和三维转动,该方案具有可实现姿态角大、工作空间大等优点。对主进给机构进行了机构设计,推导出了主进给机构一、二阶运动影响系数矩阵,建立了主进给机构封闭形式的运动学方程。文中给出了运动学分析的数值实例。     

PRS-XY型混联数控机床的误差源分析及标定方法

以北京理工大学研制的PRS—XY型混联数控机床为对象，进行了误差源分析。以三坐标测量机和激光跟踪仪为主要测量手段进行了标定试验。通过试验，获得了该机床的关键几何参数的加工和装配误差，为机床的误差补偿提供了重要依据。     

并联机床运动仿真与运动学分析的新方法

为了不建立数学模型完成并联机床机构的运动仿真和运动学分析，提出综合利用CAD软件所具有的装配约束和尺寸驱动功能实现运动仿真和运动学分析的方法。给定刀具位置与姿态的驱动尺寸和杆件长度的被驱动尺寸，在装配约束作用下驱动尺寸带动整个机构运动，实现运动仿真，记录杆件长度的被驱动尺寸，得到杆长的值。用Matlab软件拟合杆长数据，得到刀具位姿（驱动尺寸）与每个杆长值（被驱动尺寸）的拟合曲线和拟合方程，求解了杆件的速度和加速度方程。计算机模拟结果表明，并联机床运动仿真与运动学分析方法简捷直观，速度快，求解精度高，可完成其他多自由度并联机构的运动仿真和运动学分析，是并联机构的运动仿真和运动学分析的有效工具。     

基于工作空间和灵活性的并联机床结构参数优化设计

分析了 6SPS型并联机床仿五坐标机床加工工作空间的要求,将满足工作空间要求的机床参数设计问题归结为五变量优化问题.以并联机床工作空间的灵活性为指标,采用遗传算法进行求解。运用该法可确定主要的机床参数,为机床的总体设计提供依据     

CJK0630A经济型数控机床的新设计

本文介绍了作者近几年来从事机床数控化改造和设计中遇到的实际问题及其解决方法,重点阐述了CJK0630型数控车床主运动系统和进给运动系统的改进设计.     

机床导轨表面接触模型的有限元分析

为寻求机床导轨结合面不同粗糙信息下的动态特性,分形粗糙表面数值模型和实测粗糙表面二者的相关性,需对各种相关参数下的粗糙表面进行接触分析。运用有限元分析软件ANSYS,针对粗糙表面三维模型,分析不同参数表面的接触行为,以期寻找出不同粗糙信息接触形态特征参数之间的关系,并证明分形数值模拟能真实表征工程粗糙表面。     

一种基于工具坐标系的机器人运动学参数标定方法

机器人末端执行器位姿误差在基础坐标系中表示时,误差模型中包含姿态误差与位置矢量的乘积项,影响了参数标定识别精度。以工具坐标系为参考系,给出一种基于指数积公式包含关节约束条件的机器人位姿误差标定模型,避免了姿态误差与位置矢量的乘积项对参数标定识别精度的影响。以UR5机器人为标定对象,采用LeciaAT960-MR激光跟踪仪为测量设备,进行参数标定试验。试验结果表明,经参数标定后UR5机器人位置误差模和姿态误差模的平均值分别减小了91.07%和89.16%。     

并联机床快速干涉检验算法的研究

摘　要:为了解决并联机床的干涉检验问题,克服传统方法实时性不好的缺点,本文提出了利用单开链分析方法推导并联机床运动学方程的方法。这种方法在一次运动求解中就可以求出杆件的长度和各虎克铰、球铰的转角,适合于并联机床的快速干涉检验。给出了该方法的算法流程,对具体算法进行了实现和验证。实践表明,该算法能够完全满足数控系统实时性的要求。