并聯(lián)機床精度分析和結構參數(shù)標定方法的研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的串聯(lián)多坐標數(shù)控機床，以Stewart機構為原型建造的并聯(lián)機床在許多方面有特殊之處，如驅動軸的控制方式、加工刀位文件的后處理、精度分析的方法以及標定的方法等。本文研究的主要目的是為了提高并聯(lián)機床的運動精度。
　　在建立并聯(lián)機床位姿誤差模型后，運用誤差矢量圖的方法，構造出誤差傳遞矩陣，利用誤差傳遞矩陣，對平臺半徑誤差、驅動桿長誤差映射到機床末端誤差的大小分布進行了分析。對并聯(lián)機床結構誤差向末端傳遞的大小進行了研究，得出機床

2、末端誤差的界限。利用并聯(lián)機床綜合誤差放大指標，分析研究了并聯(lián)機床結構參數(shù)對結構誤差向機床末端映射的影響，以選擇合理的機床結構參數(shù)，盡量減小結構誤差向末端誤差傳遞的大小。
　　研究了并聯(lián)機床非線性運動誤差的最大值與插補步長之間的關系，采用曲率的分析方法，建立了非線性運動誤差的最大值與插補步長之間的表達公式，以指導UG、Pro/E等加工軟件生成的刀具軌跡數(shù)據(jù)，經(jīng)后置處理轉化為并聯(lián)機床數(shù)控系統(tǒng)可讀的程序的過程中插補步長的選取。通過分析按

3、位姿插補、雙軌跡插補、四元數(shù)法插補三種插補算法的利弊，針對并聯(lián)機床特點，提出采用雙軌跡和四元數(shù)法相結合的方法作為后置處理中的插補算法，保證了加工過程中動平臺運動平穩(wěn)。開發(fā)了并聯(lián)機床后置處理系統(tǒng)用于實際的葉片加工，解決了葉片加工編程困難的問題。
　　研究了基于約束的并聯(lián)機床標定方法，解決了從誤差建模、誤差測量、參數(shù)的辨識、誤差的補償?shù)纫幌盗袉栴}。在系統(tǒng)建模中，提出使用單位虛速度方法建立與測量方式相關的誤差傳遞矩陣，這樣當采用不同的測

4、量方式時就可以建立相應的誤差傳遞矩陣。為了標定并聯(lián)機床平動誤差和姿態(tài)誤差，建立平動精度標定的距離誤差模型和姿態(tài)精度標定的三平面約束誤差模型。對參數(shù)的辨識，為克服因優(yōu)化帶來的工作空間內局部定位精度低的問題，提出采用二次優(yōu)化的方法。為實現(xiàn)機床自動采點，提出了啞鈴形雙球桿標定檢具，并對采點路徑和方法進行了規(guī)劃，提高了標定的效率。
　　研究了對并聯(lián)機床標定有影響的機床驅動桿回零方式及驅動桿回零時長度測量的問題，提出了一種驅動桿長度的測量方