机器人与机床的完美结合——新型并联机床

并联机床(Parallel Ma-chine Tool, PMT),也称为虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tool)或并联运动学机器(Parallel KinematicMachine),是并联机器人技术和现代数控机床技术相结合的产物,它同时兼顾了机床和机器人的诸多特性,既可以看作是机器人化的机床(可以完成机床的切削任务),又可以看作是机床化的机器人(可以完成许多精密的机器人作业)。它能够提供机器人的灵活与柔性,又具有机床的刚度和精度,是集多种功能于一体的新型机电设备。与传统的串联结构机床相比,新型并联机床采用并联机构作为主传动机构,结构简单,制造周期短,成本低…     

机器人与机床的完美结合--新型并联机床

并联机床(Parallel Machine Tool，PMT)，也称为虚(拟)轴机床(Virqcual Axis Machine Tool)或并联运动学机器(Parallel Kinematic Machine)，是并联机器人技术和现代数控机床技术相结合的产物，它同时兼顾了机床和机器人的诸多特性，既可以看作是机器人化的机床(可以完成机床的切削任务)，又可以看作是机床化的机器人(可以完成许多精密的机器人作业)。它能够提供机器人的灵活与柔性，     

并联机器人机床

目前,各式各样的并联机构的研究、开发与应用已经逐渐地覆盖到了工业领域的方方面面。在机床上应用并联机构是先进机床的发展趋势。应用并联机构的机床被称为并联机器人机床或者并联运动学机床。并联机器人机床的开发被认为是未来制造业关键的机器人应用技术,并联机器人与机床交叉领域的研究也成了目前的热点。     

并联机床的关键技术

并联机床是一种新一代的机床，是一种知识密集型设备，是现代机器人技术和现代数控机床技术结合的产物。自其1994年在美国芝加哥机床展上首次面世即被誉为是“21世纪的机床”，成为机床家族中最有生命力的新成员。并联机床作为机床技术和机器人技术相结合的产物，与传统结构机床相比有很大的不同，具有很多的优点，在这一领域有许多关键技术需要进行研究和解决。     

空间3-TPS并联机床静平衡分析

对空间3-TPS并联机床的静平衡问题进行了理论分析及仿真优化.首先分析了机床自重产生的惯性力(力矩)对机床所造成的影响及驱动杆在整个工作空间中的输出力变化规律,然后采用液压平衡法和弹簧法平衡并联机床自重所造成的惯性力(力矩),最终大幅度降低了机床三驱动杆的输出力,实现了并联机床静平衡的目的.     

浅谈并联机器人开放式数控系统构建

并联机器人是新型自动化加工设备,并联机器人具有并联在很大程度上解决了纯并联机床在作业空间小的限制,为并联机床带来了很大的发展空间。控制系统采用"PC+Turbo PMAC"的开放模式,形成以PC机为上位机、Turbo PMAC多轴控制卡为下位机的分布式控制。在伺服系统中主要使用了伺服电机作为驱动器件,通过主轴系统来实现一般零件的加工,并数控系统中的运动控制器部分是系统的核心,它的功能将直接影响着数控系统的基本功能。并联机器人数控系统利用了Turbo PMAC提供的运动学计算功能,通过Turbo PMAC提供的段细分功能实现。给出机器人PLC控制系统的设计方案及I/O点分配与设计,可以实现整个机器人控制系统的安全可靠运行。     

并联机器人机床运动学正,逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床。然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难，出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂。利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法。仿真与控制实验表明     

并联机床虚拟样机的概念设计

构型设计和尺度设计是并联机床设计的关键。该文针对并联机床虚拟样机开发中的构型设计展开研究,给出了并联机床虚拟样机设计流程和系统结构,提出了并联机床虚拟样机概念设计的集成设计方法,该方法集成了4种相辅相成、互为补充的并联机床构型设计方法,举例说明了设计要求输入、运动分配规划、概念设计、运动学分析设计和三维实体建模仿真等关键问题的解决方案。开发了集成化、可视化的并联机床虚拟样机概念设计软件包。     

并联机床研究趋势及我国发展现状分析

并联机床是一种完全不同于传统机床的新一代机床，目前国内外对并联机床的研究趋势主要集中在并联机床机构学理论及相关理论研究、并联机床精度和可靠性研究、并联运动机床开放式数控系统的研究、并联机床组成标准模块和关键基础件的研制等。我国较早地对并联机床进行了研究并取得了较为显著的成果。     

3-RPS并联机床的标定建模及振动分析

并联机床在标定时所建立的位置参考系与运动参考系不一致产生系统误差,从而影响机床的结构性能。通过改进标定建模方式,将两个参考系统一,并用数值模拟该并联机床的标定过程,对比结果发现,改进后的模型可以完全消除测量时的系统误差对并联机床标定精度的影响。把标定过的模型导入ADAMS进行振动仿真分析,通过对比可以发现标定过模型的各项振动指标明显优于未标定的模型,从而进一步提高并联机床的结构性能。直接提高机械加工精度及安装精度能够提高并联机床的结构参数的精度,但其代价将是极大地增加加工成本,采用运动学标定并联机床的运动学建模的方法则只需要按普通精度要求进行机械加工,这种标定建模方式具有很高的实用价值。     

并联机床支链刚度及载荷的确定方法

给出了并联机床各支链等效的非线性刚度及栽荷的确定方法。首先建立了考虑关节接触变形的并联机床数值分析模型，然后将实验获得的并联机床末端变形数据引入分析模型中，得到一组关于并联机床支链等效刚度的非线性方程组，并提出了非线性刚度矩阵的线性化求解方法。求得并联机床的支链刚度及栽荷后，将支链视为串联机构，可以进一步获得支链上各关节的刚度和栽荷，为并联机床整机的静态和动态性能分析奠定基础。实例计算结果表明了该方法的有效性。     

并联机床及其前景展望

分析了几种典型的并联机床的结构特点,对并联机床的发展前景进行了展望,指出了并联机床需要进一步研究的一些问题。     

基于力传递性能的平面并联机器人的优化设计

为优化设计并联机器人的结构参数,利用传动角的概念,定义了评价并联机器人运动/力传递性能的度量指标LTI(局部传递指标)、GTW(优质工作空间)和GTI(全域传递指标),然后以PvRRRPv并联机器人为例,分析这些指标在机构参数优化设计的应用.结果表明,采用该文提出的性能指标设计的机器人,不仅可以远离奇异,而且具有良好的运动/力传递特性.     

一种新型柔索驱动并联机器人的模型样机

提出一种新型并联机器人机构,利用张紧柔索驱动该并联机器人·通过运动学和动力学分析、工作空间分析、轨迹规划、误差分析,设计并制作了模型样机本体、驱动与控制模块,开发了机器人语言,控制模型样机完成指定动作·实验结果表明,这种新型并联机器人是可行的,适用于轻型机床等设备·该机器人在某一速度范围内工作时,会产生较明显的振动,并伴有噪声,因此要提高机器人的性能还必须设法抑制其振动     

基于遗传算法的二并联机床钻尖刃磨参数优化

以螺旋面钻尖刃磨为研究对象,基于二并联机床优化磨削参数,为实现所需的几何参数螺旋面钻尖刃磨提供理论与实验基础.介绍了基于二并联机床的渐开螺旋面刃磨方法,针对螺旋面钻尖后刀面推导了数学模型.分析了二并联机床的磨削参数与螺旋面钻尖几何参数的关系,然后用遗传算法得出螺旋面钻尖刃磨参数优化解.在二并联机床上进行刃磨实验,结果表明,采用本文的优化刃磨参数提高了刃磨精度,并验证用二并联机床可以刃磨出满足用户几何参数要求的螺旋面钻尖.     

并联机床机构的分析

介绍了并联机构的产生、发展及其应用,阐述了并联机床的发展,并对并联机床机构进行了位置、运动及其空间分析.     

基于ActiveX技术的3-TPT并联虚轴机床运动仿真

根据最新研制的3TPT并联虚轴机床的机构组成,对其进行了运动分析,建立了虚轴机床的运动模型,并得到了并联机构的运动学逆解表达式,同时还得到了该并联机构的运动学正解表达式·利用MDT提供的ActiveX操作机制,应用面向对象方法和ActiveX技术,进行了3TPT并联虚轴机床的运动仿真,提出了运动仿真的具体实施方法和过程·在VisualBasic开发环境下,完成了仿真程序编制工作·通过实际仿真证明:该并联机构具有运动学正反计算简单、易于实现实时控制及工作空间大等优点     

一种空间3自由度并联机器人的工作空间和转动能力分析

研究一种空间3自由度并联机器人(HANA)的工作空间和转动能力.该机器人由定平台、动平台和三个连接支链组成,其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度.该机器人具有以下特性:工作空间内无奇异;单自由度铰链结构和高转动能力.其具有显式封闭解的运动学反解有利于用几何方法表达其工作空间.文中首先分析其定姿态和可达工作空间;然后定义了一种评价转动能力的性能指标,并用该指标详细考查了该并联机器人的转动能力特性;最后得出了转动能力性能指标在其工作空间内的分别,这有助于进一步了解该机器人在工作空间内每一点的转动能力.该并联机器人可以广泛地应用在工业机器人、飞行模拟器、微型机器人和并联机床等行业.     

并联机器人及其机构学理论

介绍了并联式机器人,以及并联机器人机构学理论及其发展,特别介绍在称为２１世纪的新型机床;分析了并联机器人的结构,特点和广泛的应用前景。     

并联补偿对提高输电系统电压稳定性的研究

主要从并联补偿技术(Parallel compensation technology)改变电网的阻抗特性、维持或控制节点电压、向电网注入或吸收无功/有功功率三个作用出发,采用临界稳定分析方法(Critical stability analysis),对没有和已有并联补偿的系统进行分析比较,证明并联补偿能够提高输电系统电压稳定性,对改善电网安全稳定运行,具有重要的作用.