一種三自由度并聯(lián)動力頭——A3頭的運動學標定方法研究.pdf

1、本文密切結(jié)合飛機大型結(jié)構(gòu)件高速銑削加工的需求，系統(tǒng)研究了一種具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型三坐標并聯(lián)動力頭--A3頭的運動學標定問題。內(nèi)容涉及A3頭的運動學分析、可將影響動平臺位姿精度的可補償與不可補償誤差源有效分離的誤差建模方法、基于球桿儀信息檢測的運動學標定技術(shù)，及其計算機仿真與實驗驗證。主要研究成果如下：
　　 在建立3-RPS并聯(lián)機構(gòu)位置正逆解模型的基礎(chǔ)上，基于矢量鏈法提出建立該機構(gòu)全誤差模型的建模方法，該方法通過將誤差閉環(huán)

2、方程向支鏈驅(qū)動與約束方向投影，進而獲得末端位姿誤差與支鏈幾何誤差源的線性映射模型，具有建模思路清晰，且可有效分離可補償與不可補償誤差源，并具備一定的通用性的優(yōu)點。在此基礎(chǔ)上，通過靈敏度分析，為抑制末端不可補償誤差的零部件公差設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　 建立基于球桿儀信息檢測的運動學標定模型，并根據(jù)誤差源特征提出一種具有分層遞階格式的運動學標定方法，該方法首先識別出初始位形的支鏈零點誤差，其次利用球桿儀識別其它幾何誤差源。鑒于利用

3、該方法識別出的誤差源處于同一數(shù)量級，進而提高了辨識結(jié)果的置信度。
　　 提出了基于修正系統(tǒng)輸入的誤差補償策略，并以幾何誤差的可辨識性及辨識的抗擾動性為依據(jù)規(guī)劃測量位形。計算機仿真結(jié)果表明，采用本文提出方法在理論上具有良好的魯棒性。
　　 以天津大學自主研發(fā)的A3頭樣機為對象，開展運動學標定實驗研究。實驗結(jié)果表明，按照分層遞階的標定策略，經(jīng)零點標定后刀具端點軌跡的圓度誤差可由498μm減小至192μm；經(jīng)球桿儀標定后刀具端