六軸混聯(lián)臥式加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)螺旋槳加工水平有了顯著提高，但在其加工過(guò)程中仍存在諸多缺陷。尤其在大型船用螺旋槳的加工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)振顫、干涉、二次裝夾等問(wèn)題。為改進(jìn)上述不足，采用兩套相同的混聯(lián)加工裝置對(duì)稱(chēng)布局在待加工螺旋槳兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)螺旋槳的雙刀雙面加工。該加工方法可有效地提高螺旋槳的加工精度與加工效率。
　　此混聯(lián)加工裝置是在3自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端采用懸臂式結(jié)構(gòu)安裝一改進(jìn)的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)。裝置的總自由度數(shù)為5，可實(shí)現(xiàn)刀具沿X、Y、Z三個(gè)方向的移

2、動(dòng)與繞X、Y軸兩個(gè)方向的擺動(dòng)。本文主要研究混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定，旨在提高該裝置的加工精度，實(shí)現(xiàn)大型船用螺旋槳的高效高質(zhì)加工，具有重要的科學(xué)意義與工程價(jià)值。
　　分析了裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與總自由度數(shù)。針對(duì)裝置并聯(lián)機(jī)構(gòu)位姿參數(shù)存在耦合的問(wèn)題，基于高等空間機(jī)構(gòu)學(xué)對(duì)位姿參數(shù)進(jìn)行了解耦。在此基礎(chǔ)之上，分別采用解析法與改進(jìn)的數(shù)值迭代法建立了裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解模型與正解模型。運(yùn)用ADAMS對(duì)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證了正、逆解模型的準(zhǔn)確性。

3、>　　考慮裝置的串、并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)耦合情況，提出一種將兩機(jī)構(gòu)分離標(biāo)定的方法。針對(duì)串聯(lián)機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端誤差無(wú)法直接測(cè)量的問(wèn)題，建立執(zhí)行末端位置與刀頭點(diǎn)位置映射關(guān)系，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建串聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差模型與參數(shù)辨識(shí)模型，進(jìn)而構(gòu)建包含結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的運(yùn)動(dòng)控制模型，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償；針對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究了利用帶有千分表的標(biāo)準(zhǔn)檢具標(biāo)定驅(qū)動(dòng)桿回零長(zhǎng)度的方法，通過(guò)二次標(biāo)定的方法標(biāo)定了鉸點(diǎn)的位置誤差，建立鉸點(diǎn)位置誤差模型并采用Levenberg-Marq

4、uardt算法對(duì)此誤差進(jìn)行辨識(shí)，構(gòu)建包含結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的運(yùn)動(dòng)控制模型實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)桿回零長(zhǎng)度誤差與鉸點(diǎn)位置誤差的共同補(bǔ)償。最后通過(guò)ADAMS參數(shù)化建模與仿真，驗(yàn)證了該標(biāo)定方法的正確性與有效性。
　　基于本文提出的標(biāo)定方法對(duì)裝置樣機(jī)進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定。通過(guò)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣件對(duì)串聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定，消除X、Y、Z三移動(dòng)平臺(tái)的垂直度誤差；通過(guò)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量塊得到刀具移動(dòng)時(shí)的位置誤差與擺動(dòng)時(shí)的聚點(diǎn)性誤差，并利用這兩種誤差對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)定，消除機(jī)構(gòu)的鉸點(diǎn)位