6-SPS并联平台位置姿态误差分析

提高位置和姿态的精度是 6 - SPS并联平台的关键技术之一。本文给出了含间隙球铰的简化模型 ,在分析驱动杆杆长误差和上、下球铰空间位置误差对平台位置姿态误差影响的基础上 ,利用数理统计的方法 ,建立了球铰间隙与平台位置姿态误差之间的关系 ,进而推出并联平台位置姿态误差的综合表达式 ,为平台的精度补偿提供了理论基础。     

5-UPS/PRPU五自由度并联机床精度分析

介绍了一种新型的5—UPS/PRPU五自由度并联机床，采用矩阵法建立了该并联机床的误差模型，利用蒙特卡洛技术模拟分析了驱动杆杆长误差、球铰以及虎克铰间隙对终端平台误差的影响，最合对机床的精度进行了实例分析，为该机床样机的顺利研制奠定了基础。     

基于蒙特卡洛法的并联机床误差分析

以3-TPT并联机床为样机,就驱动杆杆长误差以及铰链点间隙误差对其运动平台位置误差的影响建立了误差模型,然后根据蒙特卡洛法对误差模型进行抽样,并用Matlab软件对其进行了仿真分析。从仿真结果可以看出,同时作用所产生的并联机床运动平台的位置综合误差在0.56～0.75mm之间,为连杆杆长误差以及虎克铰累积间隙误差的1/2.3～1/1.7,即小于输入累积误差之和。进而说明3-TPT并联机床的累积误差较小,且误差小于分别作用时的误差之和。     

滑块式二回转自由度并联机构误差分析

介绍一种新型的滑块式二自由度并联机构,这种机构可以实现空间两自由度转角摆动。通过用矢量微分计算的方法建立了该并联机构的误差模型。利用误差模型分析了该并联机构当中的滑块机构误差、杆长误差以及球铰间隙对动平台误差的影响。通过误差建模为该机构的设计和误差补偿提供了理论依据。     

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.     

基于并联机器人的柔性装配工装构型精度综合

介绍了一种用于航空发动机数字化装配的柔性工装构型,根据3-UPU并联机构的几何特性建立了万向副及杆长的误差模型,采用蒙特卡洛罗法模拟分析了驱动杆杆长误差和万向副间隙对末端执行器误差的影响。在精度分析的基础上,根据末端执行器的最大位姿误差,运用基于内点罚函数的粒子群优化算法,以加工制造成本最小为目标函数进行精度综合,合理地确定零部件的制造公差。为试验样机的建立提供了参考。     

基于并联机器人的柔性装配工装构型精度综合

介绍了一种用于航空发动机数字化装配的柔性工装构型,根据3-UPU并联机构的几何特性建立了万向副及杆长的误差模型,采用蒙特卡洛罗法模拟分析了驱动杆杆长误差和万向副间隙对末端执行器误差的影响。在精度分析的基础上,根据末端执行器的最大位姿误差,运用基于内点罚函数的粒子群优化算法,以加工制造成本最小为目标函数进行精度综合,合理地确定零部件的制造公差。为试验样机的建立提供了参考。     

含间隙平面机构的精度优化设计

综合利用概率论与数理统计相关知识,以机构原始误差为随机变量,分析转动副间隙对机构运动精度的影响．推导出机构输出极限误差与构件原始误差及间隙值的关系,并综合考虑加工制造成本,构建出一种多目标精度优化设计模型．在各杆杆长误差、转动副间隙值的大小和加工制造成本之间达成均衡。     

基于蒙特卡洛模拟的6-UPS并联机构的误差分析

根据6-UPS并联机构逆运动学模型,通过微分变换,构建了动平台位姿误差模型,由误差模型可知:动平台位姿误差来源于6个支杆长度误差和12个铰链中心的位置误差,共42个误差项。还建立了轴承间隙对万向节中心位置和复合球铰中心位置影响的随机误差模型,利用蒙特卡洛模拟分析了支杆长度误差和轴承游隙对动平台的位姿误差的影响,结果表明:当支杆长度误差服从均匀分布,铰链中心位置误差服从均匀分布时,动平台位姿误差近似服从正态分布,且动平台位姿对铰链轴承游隙的敏感度大于对支杆长度误差的敏感度。为6-UPS并联机构的误差分析提供了一种方法。     

微动工作台的误差源分析

并联微动工作台广泛用于高精度场合,制造误差、装配误差、以及工作过程中温度与重力的作用都会影响到终端定位精度,因此有必要对误差源进行研究.以一种3-PPTTRS微动工作台为例,利用矢量闭环,在微动工作台单支链标准模型的基础上建立基于杆长的误差模型和基于柔性铰链的误差模型.考虑到杆的制造误差、柔性铰链的制造误差、装配误差、驱动部件的运动误差和温度变化引起的杆长不准确,建立相应的矢量闭环方程.分别分析柔性转动副、柔性球副和柔性胡克铰的制造误差和装配误差对微动工作台终端定位精度的影响,详细分析切入半径的误差、切入圆圆心沿x方向的位移偏差、切入圆圆心沿y方向的位移偏差、沿z方向的偏转等柔性铰链制造误差以及垂直度、同轴度等柔性铰链装配误差对微动工作台终端位姿的影响.分析温度和重力对精度的影响.有限元仿真结果表明,温度对微动工作台的影响很大,而重力的影响基本上可以忽略不计.该方法对复杂并联微动机器人的精度设计提供了有效的途径.     

调心滚子轴承内滚道中心距的控制方法

调心滚子轴承内圈两滚道中心距影响成品配套径向游隙和调心灵活性,加工过程中两滚道中心距是用间距样板控制的,间距样板的设计参数的选择影响测量误差。用原设计方法设计的间距样板测量的两滚道,其中心距误差大,对原设计方法进行了改进,保证两滚道中心距严格控制在适当公差范围内。     

宽温域向心关节轴承径向游隙试验研究

针对宽温域向心关节轴承径向游隙测量存在的宽温域测量研究少,无测量误差补偿,环境箱使用不标准,位移点测量单一等主要问题,提出了一种降低径向游隙测量误差的测量方法,研制开发了宽温域向心关节轴承试验机,通过多温度阶段自润滑关节轴承径向游隙测量验证了试验机设计的合理性及测量方法的有效性。     

采用过约束冗余驱动提高球面并联机构精度容错能力的研究

将误差源对球面并联机构运动精度的不利影响看作一种机械系统故障,提出了球面并联机构精度容错的概念和基本思想,定义了描述球面并联机构精度容错能力的指标———精度容错度。基于螺旋理论,利用球面3-RRR并联机构的过约束性设计了具有冗余驱动的球面m-RRR(m≥4)型改进机构。通过求解原机构和改进机构的精度容错度,比较了它们的精度容错能力,并结合实例进行了仿真研究,结果表明所提出的以精度容错度为依据的精度容错策略能有效提高球面并联机构的精度,克服误差源的不良影响。     

基于加工误差敏感度与模糊层次分析法的行星滚柱丝杠公差匹配优化方法

行星滚柱丝杠(PRSM)公差主动设计对提高其传动性能与加工可行性有着至关重要的作用。建立了综合考虑丝杠、滚柱、螺母的螺纹同轴度误差、螺距误差与中径误差的PRSM行程误差及轴向间隙模型,计算得到各误差因素敏感性指数;基于三角模糊数的专家评判层次分析法,计算各误差因素加工权重,初步分配PRSM行程精度各误差项公差;基于序列二次规划算法对轴向间隙各误差项公差进行优化;以标准型PRSM为例,验证了该方法的有效性。结果表明：针对行程精度与轴向间隙各误差项进行公差优化的方法,不仅极好地平衡了行程精度与轴向间隙,且增加了关键公差带宽度,提高了零件加工可行性,算例表明,优化后完整周期内轴向间隙最小值由-25μm变为0,避免螺纹干涉发生;优化后V300行程变动量基本不变,公差带宽度平均增加65%,保证PRSM 5级精度指标的同时提高了关键零件加工可行性,降低了加工成本,可为PRSM公差主动设计理论提供参考。     

铰链间隙对6自由度并联机床刀具位姿的影响分析

为了评价6自由度交叉杆型并联机床中铰链间隙对刀具空间位置与姿态(简称位姿)的影响,提出了一种"分解、求交"方法,确定铰链间隙引起刀具平台位姿的可达空间,进而分析铰链间隙对刀具位姿的影响。基于旋量理论,采用指数坐标法推导了该机床各支链的正向运动学指数式解析表达式,并分别求取单支链单独约束下铰链间隙引起刀具平台的可达空间。对6个空间进行求交处理,获得6支链同时约束下的可达空间,即为间隙引起的误差空间。实验结果证明了该"分解、求交"方法的正确性和有效性。     

液压约束活塞发动机的流量脉动仿真分析

为研究间隙误差对液压约束活塞发动机流量脉动的影响,在ADAMS中建立其含有间隙误差的主运动系统动力学模型,将ADAMS中得到的模型数据导入AMESim中,建立液压系统模型。通过对比不同间隙误差模型的参数输出,分析间隙误差对系统流量脉动的影响。研究结果表明,在一定范围内,间隙误差对流量脉动有明显的影响,并随着间隙误差的增大而增加;而且,连杆大头和曲轴曲柄之间转动副径向间隙误差对系统流量脉动的影响最大。     

偏置直动盘形凸轮机构挺杆位置误差的计算与分析

对偏置直动盘形凸轮机构进行了运动分析,提出影响该凸轮机构运动精度的原因主要有尺寸间隙类因素、动态特性类因素。尺寸间隙类因素包括凸轮和滚子的几何尺寸和偏心尺寸、推杆偏置尺寸、转动副和移动副间隙尺寸及磨损量;动态特性类因素包括凸轮机构的运动加速度、凸轮曲线特性、转动惯性、弹簧回位滞后引起的推杆位置误差。具体阐述了影响运动精度的几种形式,并采用小位移的线性叠加原理计算了若干因素所引起的推杆位置误差。     

Analysis of minimum zone sphericity error using minimum potential energy theory

Theoretical derivation of the minimum zone criteria of sphericity error based on the principle of minimum potential energy is proposed. All the measured data points are enclosed by two concentric spherical surfaces between which a fictitious spring is assumed to be placed. These two concentric spherical surfaces can be mathematically determined by five active data points. When the spring contracts, the potential energy of the simulated mechanical system tends to reduce which yields two new concentric spheres with smaller radial separation and new active data points. Finally, a stable state will be reached to the condition of minimum potential energy. The criteria conforming to such a state can be derived. A direct search scheme to the global minimum solution is also proposed. The clearance between such two concentric spherical surfaces is the minimum zone of spherical form error.     

MATHEMATICAL MODEL OF REPEATABILITY FOR ROBOTS

ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＯＦＲＥＰＥＡＴＡＢＩＬＩＴＹＦＯＲＲＯＢＯＴＳＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＯＦＲＥＰＥＡＴＡＢＩＬＩＴＹＦＯＲＲＯＢＯＴＳＹｕａｎＳｕｏｘｉａｎ，ＣａｉＧｕａｎｇｑｉ，ＷａｎｇＳｈｅｎｇｌｉＮｏｒｔｈｅａｓｔ...