刚度分析理论在虚拟轴并联机床中的应用研究

如何提高虚拟轴并联机床控制精度和加工精度一直是理论研究的迫切问题。本文在分析已有刚度计算方法的基础上应用机构刚度计算方法[1,2]对虚拟轴加工机床的6杆并联机构动态加工过程进行了分析,利用螺旋矢量方法建立了机床6杆并联机构刚度数学模型;开发了应用软件并对6-3并联机床结构在几种不同参数变化条件下的刚度进行了数值模拟。本文的研究结果可为机床精确控制和实时标定提供算法,而且对优化机构设计、工作空间设计及载荷设计和布置提供理论依据。     

6-UPS并联机床静刚度的有限元分析和实验研究

用有限元方法分析一种6-UPS并联机床的静刚度，基于AN—SYS建立该机床的有限元模型，考虑了并联机床的支链和机架的变形，并利用Matrix27单元来模拟铰链；通过APDL语言实现有限元模型的参数化设计，计算出并联机床在工作空间内的刚度分布。静刚度实验表明了该模型的有效性。通过该有限元模型还可以对并联机床的动态性能做进一步分析。     

基于 ANSYS并联机床结构形式的有限元分析

为探讨并联机床结构刚度对并联机床性能的影响,在并联机床刀具顶点受力相同的情况下,利用AN SYS软件对三种并联机床的主要结构形式进行了静刚度有限元分析,得出了三种结构的位移变形、最大应力和动平台的最大位移变形。经过分析比较,认为交叉结构是并联机床比较理想的结构形式。     

新型三维平台机床全域承载能力及其在几何空间模型内的分布

应用并联机器人机构学理论，定义新型6自由度三维平台并联机床的全域承载能力指标，并基于空间模型理论，研究了全域承载能力指标在并联机床几何空间模型内的分布，为该并联机床的结构参数的计算机辅助优化设计提供了一条新途径。     

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。     

一种新型并联机床的灵巧性分析

针对一种新型并联机床的实际加工要求，提出了灵活度指标。该灵活度指标选取为刀尖点服务区的面积与服务半球面积的比值，提出了基于曲面分析的灵活度计算方法，并分析了结构参数，运动学参数对机床主进给机构灵活度的影响，分析计算结果表明，该新型并联机床的主进给机的灵巧性好，可以实现大倾角加工。     

具有内力的3PRS/UPS冗余并联机床刚度分析

冗余结构可以提高并联机床的刚度,冗余机构在运动中由于各支链的误差使得机构会产生干涉内力,旨在研究内力对冗余并联机床刚度的改善作用,为靠内力提高并联机床性能提供理论基础.首先采用能量法推导了3PRS/UPS冗余并联机床的刚度模型,然后对具有内力的3PRS/UPS冗余并联机床刚度进行了分析.最后给出了特定位姿下的两种形式的刚度计算实例.结果表明内力对机床刚度的影响很小.     

3-TPT型并联机床刚度分析

以3-TPT型并联机床为研究对象,对机床运动平台的刚度进行分析。首先从运动平台所受作用力和发生位移的关系角度出发,建立刚度模型,并得到机床静刚度的度量指标;然后计算分析上下平台外接圆半径差对机床静刚度的影响;最后在MATLAB环境下,对机床运动平台在工作空间的静刚度情况和各坐标方向上的位置偏差进行分析,研究结果表明:运动平台在中心处具有较大刚度,远离中心时刚度下降,且Z方向刚度下降较快,X和Y方向刚度降低较为缓慢,这一分析为3-TPT型并联机构的优化设计应用提供了理论依据。     

基于Stewart平台的并联机床刚度分析

刚度在机床设计中至关重要。讨论BKX-I型并联机床的刚度问题,通过采用结构矩阵分析方法和有限元分析方法,分别建立BKX-I型并联机床的刚度模型,并进行分析和比较。在此基础上,分析BKX-I型并联机床的刚度在工作空间中的分布规律。     

新型6-SPS并联机床局部承载能力分析

应用并联机器人机构学理论 ,定义了一种新型 6 SPS并联机床处于初始装配位姿时的承载能力性能指标 ,并分析其承载能力性能指标与结构参数关系 ,为设计和使用该结构方案的并联机床提供理论依据。     

并联机床静刚度研究

常见的并联机床静刚度分析理论发展尚未完善。本文在研究并联机床静力学的基础上,使用能量法分析在外载荷作用下的并联机床变形量,从而获得在不同位姿下并联机床的静刚度。利用上述方法,针对一台五自由度的并联机床进行了分析,获得了其静刚度。为并联机床静刚度研究及其设计提供了理论依据和方法支持。     

新型并联机床静刚度特性的有限元分析及优化设计

静刚度分析是机床设计的重要内容之一,对一种新型龙门式并联机床的平面并联机构进行了研究,通过位置逆解求出了广义全工作空间;建立了整机静刚度的有限元模型,得到动平台在广义工作空间下的刚度分布规律;找出影响Z向位置精度的关键因素并进行了优化设计,为进一步改进并联机床提供重要的依据。     

一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计

为了研究并联机床的静刚度,采用有限元法研究了一台冗余并联机床的静刚度,利用UG建立整机三维模型并倒入ABAQUS建立有限元模型,分析了一台冗余并联机床在不同位姿下的刚度.结果表明,冗余并联机床比非冗余并联机床刚度高,整机x,y向刚度低,z向刚度高.为了提高机床x,y向刚度,提出了两种机床机构的改进方法,为机床的设计和优化提供了依据.     

新型并联机床的固有特性研究

新型并联机是空间多环机构在数控机床不上的应用，本文建立了该机庆的弹性动力学有限元模型，并确定了机床的结构参数种典型的加工轨迹，经过有限元实例计算得到了机床一阶有频率变化曲线，通过对计算结果的分析得出机床固有频率随机床结构参数和刀头姿态变化的规律。本文的研究对在机床设计阶段提高机床的动力学性能具有重要意义。     

基于COSMOS的并联机床有限元分析

针对新颖的五自由度五轴并联机床结构，在三维建模的基础上，借助有限元分析软件COSMOS，根据并联机床具有随位形变化而变化的动态特性，分析了该机床主轴在不同关键位置时整机的静刚度和固有频率。结果表明，机床具有良好的性能。     

5-UPS并联机床主要结构参数的优化选择

通过建立5-UPS并联机床的优化模型．分析了影响并联机床结构参数的各种因素，求解出使机床的加工范围最大、加工精度最高、5条腿受力最小、机床的外观符合黄金分割的机床的最优结构参数，从而为并联机床的设计提供了依据。     

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。     

并联机床结构静刚度的有限元分析

通过对并联机床结构设计,利用ANSYS软件对其几种不同结构形式进行了单支路和机床整体静刚度有限元分析,优化出比较理想的结构,并对并联机床在结构设计中出现的问题提出改进意见,从而为进一步改进并联机床的结构设计与受力情况提供可靠的理论依据     

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。     

6-PUS并联机床的动态特性分析

叙述了模态分析的基础理论,利用有限元分析软件ANSYS/Workbench对处在初始位姿下的6-PUS并联机床进行模态分析,根据得到的并联机床的六个主自由度对应的共振频率和振型,总结了该机床的振动特性和刚度分布特点。并在模态分析的基础上对其进行谐响应分析,得到了机床动平台沿X、Y、Z三个主运动方向的位移谐响应曲线,探讨了机床的谐响应特性,进一步验证并联机床在外力作用下的抗振性能,为对并联运动机床结构的动态设计和优化设计提供了一定的参考。