混聯(lián)數(shù)控機(jī)床中并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性解析方法研究.pdf

1、混聯(lián)數(shù)控機(jī)床是近幾年發(fā)展起來的一種具有良好應(yīng)用前景的新一代加工裝備，是機(jī)器人技術(shù)與機(jī)床技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，該類機(jī)床采用了串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的混聯(lián)結(jié)構(gòu)，不僅繼承了并聯(lián)機(jī)床高剛度、高精度和高進(jìn)給速度等優(yōu)點(diǎn)，還具備了串聯(lián)機(jī)床大行程的特點(diǎn)。雖然混聯(lián)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)取得了許多成果，但仍有許多問題需要解決，其并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的研究就是其中亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于并聯(lián)機(jī)構(gòu)含有大量的主、被動關(guān)節(jié)，所形成的多彈性體具有結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)耦合的特點(diǎn)

2、，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性具有時變、非線性等特點(diǎn)，使得混聯(lián)機(jī)床的動態(tài)特性遠(yuǎn)比傳統(tǒng)機(jī)床復(fù)雜，研究并建立并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)動態(tài)特性模型及其解析方法，對混聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用和發(fā)展具有重要的意義。 本論文主要研究了混聯(lián)數(shù)控機(jī)床中3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性解析方法，首先建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型，基于邊界元法建立了梁單元和集中質(zhì)量單元的動態(tài)特性方程式，對并聯(lián)機(jī)構(gòu)動態(tài)特性解析中所出現(xiàn)的單元之間剛性結(jié)合、關(guān)節(jié)結(jié)合、單結(jié)合部多分支結(jié)合等多種情況進(jìn)行了解析，基于動剛

3、度合成的思想推導(dǎo)了并聯(lián)機(jī)構(gòu)動態(tài)特性解析所需的相關(guān)公式，然后對并聯(lián)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件在作業(yè)空間中的位置和姿態(tài)進(jìn)行了解析，編制了并聯(lián)機(jī)構(gòu)空間位姿狀態(tài)解析程序。 根據(jù)所建立的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)動態(tài)特性邊界元模型及推導(dǎo)出的邊界元解析公式，運(yùn)用FORTRAN語言開發(fā)了3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)動態(tài)特性解析軟件系統(tǒng)。通過軟件的解析結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，表明本文所建立的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)動態(tài)特性邊界元模型、解析方法及所開發(fā)的軟件是正確的。最后依據(jù)所開發(fā)的軟件