虚拟轴并联机床多柔体运动误差分析

主要介绍了在Adams中对虚拟轴并联机床进行正逆解仿真分析的方法,在考虑机构柔性的情况下,结合Malab对一种五自由度虚拟轴并联机床的逆解和正解及额定负载下的运动误差进行分析。先用点驱动定义该机构末端的运动轨迹,仿真后测量得到各主动副的位移时间曲线即为逆解曲线。然后通过后处理模块对曲线进行处理,得到主动幅的驱动样条函数,再把该函数施加在五个主动幅上进行仿真,得到的机器末端位姿曲线即为正解轨迹。采用该方法分别对多刚体虚拟轴并联机床的运动轨迹和多柔体虚拟轴并联机床的运动轨迹进行了分析,通过分析发现该虚拟轴并联机床具有刚度大、精度高等优点。     

一种新型并联机床结构形式

论述并联机床的研究与发展现状,并结合实际生产加工领域的需要,提出了一种全新结构的四杆虚拟轴机床的机构模型.     

七轴并联机床数控加工后置处理技术研究

七轴并联机床是在六轴并联机床的基础上，在工作台上串联一个数控转台，实现七轴联动，从而提高了并联机床的加工能力。为了利用七轴并联机床进行数控加工，必须对刀位文件进行后置处理，生成六根驱动杆的杆长和数控转台的转角等数据来驱动并联机床。本文研究了七轴并联机床数控加工的后置处理技术，提出了后置处理的过程以及相关的算法。     

并联机床静力学及静刚度研究

从机器人学的角度来看,并联机构的静力学和运动学之间存在一定的联系,对于少自由度并联机构,其运动学和静力学之间的关系比较复杂,特别是静刚度计算问题更为复杂。使用矢量法推导了五自由度并联机床速度Jacobian矩阵和力Jacobian矩阵之间的关系,并应用此关系解决了并联机床的静力学问题。在并联机床静力学和运动学研究的基础上,提出了一种新的静刚度计算方法,并对并联机床在一些位姿下的静刚度进行了计算。计算结果表明,该方法可行,为并联机床的设计、机构学特性的研究提供了具有使用价值的指导。     

基于Pro/E的并联机床实体建模

分析三杆并联机床机构.利用Pm/E实体建模对三杆并联机床进行了特征建模.设计虎克铰、动平台、静平台、伸缩杆及驱动杆的结构.结合Pro/E的机构约束条件对三杆并联机床进行模拟装配,从而得到虚拟样机实体模型.     

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。     

并联杆系机床工作空间与精度分析

从工作空间和加工精度两个方面,对并联杆系机床的加工范围进行了分析。讨论了影响其加工范围的各主要因素,为并联杆系机床的设计提供了必要的依据,并做了实例计算。     

基于Raleigh-Ritz的五自由度并联机床刚度分析及仿真

针对软件模拟方法适合某一固定位置的刚度分析,不适合对并联机构的工作空间刚度分析的问题,提出了一种基于raleigh-ritz的五自由度并联机床刚度分析方法。首先利用有限元基本原理对并联机床的机构分析离散出基本单元,然后利用raleigh-ritz方法计算出基本单元的刚度矩阵,装配后得到系统刚度矩阵,最后通过系统刚度矩阵对并联机床的刚度进行了分析,得到了并联机床工作空间内的刚度分布,并利用刚度分析软件进行了仿真实验,对分析结果进行了对比分析,为并联机床的优化设计提供了理论依据。     

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。     

一种并联激光加工机床的运动学及工作空间研究

提出了一种基于并联机构的三平移并联激光加工机床,介绍了机床的组成部分,并进行了自由度求解。通过位置分析,建立杆长约束方程,得到了运动学逆解方程。应用Pro/E与Adams软件建立并联机床的数字化虚拟样机,定义动平台运动轨迹函数,进行了运动学仿真。通过仿真分析,得到了当激光加工头匀速加工情况下的驱动滑块的位移、速度、加速度曲线,并比较了滑块速度输入与动平台速度输出之间关系。最后对机床的工作空间进行了分析,得出工作空间大且无空洞的结论。上述工作,可为并联机床的设计与加工提供理论依据。     

DRIVE AND CONTROL OF VIRTUAL-AXIS NC MACHINE TOOLS

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｉｎｖｅｎｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌａｘｉｓｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｗａｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｍｏｓｔｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｏｆｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｄｅｓｉｇｎｉｎｇｉｎｔｈｉｓｃ...     

四轴运动复合驱动机构的研究

提出了一种四轴运动复合驱动机构,与传统的机器人手臂结构相比,刚性好、精度高。适用于要求高刚度、高精度的完成机械加工任务的切削加工机器人、金属切削机床和坐标测量机等。     

虚拟轴数控机床的虚实映射联动控制

提出虚拟轴数控机床联动控制的新方法－虚实映射联动控制方法,介绍这一方法所涉及的虚轴运动规划。虚实映射关系建立和实轴解耦随动控制三个关键问题的求解过程,为眯拟轴机床数控系统的研究开发奠定了必要的理论基础与技术基础。     

虚拟轴机床作业空间快速检验算法的研究

根据虚拟轴机床的结构和运动特点,提出在机床的运动学分析中运用单开链方法,只进行一次运动学逆解计算就可求出全部运动变量的值,包括从动铰的运动坐标,因此适合于作业空间的快速经验。基于一台实际的虚拟轴机床－－VAMT1Y,对该算法进行了应用和验证。     

虚拟轴机床定位方法

提出一种基于改进的多传感器一致性数据融合的虚拟轴机床定位方法,在虚拟轴机床动平台的位姿测量中使用了视觉技术与电子罗盘,解决了虚拟轴机床动平台上的主轴定位问题。此方法将虚拟轴机床各根杆上的编码器信息、视觉信息与动态惯性的测量数据进行数据融合,经过动态计算获得置信距离的关系矩阵,虚拟轴机床动平台的位置与姿态的精确定位得到了保证。经过一个单轴单方向的运动测量简化试验,将虚拟轴机床动平台6自由度位姿的测量作为研究对象,对其进行仿真试验。试验结果也表明了该定位方法有效可行。     

Virtual metrology frame technique for improving dynamic performance of a small size machine tool

This paper presents a novel concept, a virtual metrology frame, for enhancing the dynamic performance of a machine tool with a flexible structural frame. The dynamic properties of a machine are directly affected by the stiffness of its frame, and its reference system; thus, by having an unstressed metrology frame, superior dynamic capabilities can be achieved. The developed concept does not require physical components associated with metrology frame; hence it is ideal for machine tools with requirements for small footprint and ultra-precision performance. The concept relies on an accelerometer based dynamic displacement feedback technique, where the accelerometer is used as a precision frame displacement sensor. The concept does not require a complex controller, and was realized in an off-the-shelf CNC controller. The concept was demonstrated on a linear motion system, a simplified version of a compact size CNC machine, and its servo bandwidth and dynamic stiffness were improved by 36% and 70% respectively, which are the key parameters for improving the machining accuracy.     

3—HSS虚轴机床位置正确算法

结合虚轴机床的结构特点 ,运用矢量法推导出了三平动自由度虚轴机床位置正解解析模型 ,解决了数控系统中位置显示、软限位设置问题。研究成果已成功地应用于一台并联机床样机的开发。     

虚拟轴机床的应用研究与发展趋势

虚拟轴机床是近年来国内外学者高度重视的一种新型加工设备，被称之为机床结构的重大革命。现对虚拟轴机床的特点和应用，以及虚拟轴机床在国内外的研究状况进行综述和分析，并且对虚拟轴机床未来的发展趋势提出了几个值得重视的研究方向。     

虚拟轴机床刀具运动轨迹的直接控制

本文提出了虚拟轴机床刀具运动轨迹的直接控制方法,该方法可根据可信息和加工工艺信息,直接生成刀具希望轨迹和虚轴运动指令,并通过虚实变换对实轴的联动控制,从而有效保证刀具轨迹与希望轨迹一致,所得结果为开发新型虚拟轴机床控制系统奠定了基础。     

新型串并联结构数控机床

介绍了一种新型串并联结构数控机床,对其机械结构、数控系统、虚实轴转换作了论述.该串并联结构数控机床采用了先进的虚拟样机在线仿真数控加工软件ILP技术,具有更大的工作空间,更好的刚度性能.并对串并联结构数控机床的发展趋势进行了展望.