6-THS型并联机床结构参数设计理论与方法

并联机床具有模块化程度高、重量轻、速度快和造价低等优点。该文以６－ＴＨＳ型并联机床结构为对象，研究其设计理论与方法。定义了并联机床的初始位形，构造出并联机床处于初始位形时的局部灵活度解析模型，并以此为基础提出了运动学设计的最优构形。基于上述分析结果，提出一种并联机床尺度参数综合方法。该方法兼顾运动终端实现姿态的能力和灵活度两方面的要求，保证了所设计的机床满足制造领域的基本要求。利用该方法进行工程设计计算，结果证明该方法可行。     

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。     

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。     

并联运动机床运动学和动力学分析与仿真

以4 XP XU YY U X型并联运动机床为例,采用影响系数法建立了运动学分析的数学模型,利用Lagrange方程求解出动力学模型,为其它理论分析奠定基础。同时以虚拟样机软件ADAMS为工具,建立了并联机床的仿真模型,并对并联机床进行了动力学分析,获得了并联运动机床的动态特性,从而完善并优化了并联运动机床的系统设计。     

Stewart并联机床瞬时刚度分析与应用

对并联加工机床的6-6 Stewart并联机构动态加工过程进行了分析,利用螺旋矢量方法建立了机床6-6并联机构刚度数学模型,计算了动态瞬时刚度和刀具的偏移误差,并开发了应用软件,对6-6并联机床结构在多种不同参数变化条件进行了数值模拟.研究结果可为机床精确控制和实时标定提供算法,对优化机构设计、工作空间设计及载荷设计和布置提供理论依据.     

并联机床主运动模块设计的研究

提出了一种新型模块化并联机床的结构模型，采用并联机构实现了机床的主运动。利用机构尺寸型空间模型理论，研究了机床主运动模块平均二自由度机构的运动特性，给出了机构运动学的正反解。研究表明，末端执行器的奇异位形形式与机构尺寸有关，而机构存在着3种类型的奇异位形，其最大工作空间取决于并联机构两支链中较短杆的长度，研究为快捷地设计开发三轴或多轴并联机床提供了基础理论。     

并联机床中工件安装位置决定系统的开发

并联机床由于结构和工作空间极其复杂,在加工工件时经常出现各种干涉.以日本丰田工机公司的HexaM并联机床为模型,讨论了并联机床的自己干涉、机床与工件的干涉、机床与周边器械的干涉的检查方法和回避方法.提出了在不修改刀具轨迹的情况下,通过调整工件的安装位置来回避以上干涉的计算方法.最后通过实验,证明了算法对于在实际加工前检查可能出现的干涉,以及确定出无干涉的工件安装位置是非常有用的.     

二并联数控螺旋面钻尖刃磨机床的动力学仿真

研制了一种新型二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床.该机床的数学模型简单,计算方便,易于实现实时控制.介绍了该机床的结构形式和特点,并用拉格朗日方法建立了二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床的动力学模型.以此为基础,在Matlab/Simulink环境下实现机构的动力学动态仿真.仿真得出的时间曲线能够直观地反映出二并联数控螺旋面钻头尖刃磨机床在工作状态下直线电机的驱动力以及动平台运动参数的变化情况.仿真结果表明,该并联机构动力学特性良好,具有极大的实用价值.     

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。     

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。     

并联机床工作空间求解方法研究

以一种3-TPT并联机床为例,对并联机床工作空间的两种求解方法进行了分析.首先通过求解并联机床的运动学逆解方程,利用工作空间的解析法求解出其工作空间,然后提出了一种利用虚拟样机技术对其进行工作空间求解的方法.这种方法思路清晰,方法简便,适用范围广,只需要建立并联机床的虚拟样机模型,给出约束条件,即可直观地求得其工作空间,无需复杂的推导过程.通过对两种方法的对比,指出了虚拟样机是一种更为直观、简单、实用的求解方法.     

Dimensional Synthesis Design of Novel Parallel Machine Tool

IntroductionIn recent years,the kinematics design theory ofparallel machine tools(PMT) has been attractingmuch attention from industry and researchcommunities[1,2 ] . The dimensional design is oneimportant part of the PMT kinematics designtheory.　 The approaches in previous work on dimensionaldesign of PMT may be classified into twocategories. One category is local optimal designwhich focuses on finding a family of dimensionalparameters generating an isotropic configuration,that is,a conf…     

Optimal Kinematic Design of a 2-DOF Planar Parallel Manipulator

Closed-form solutions were developed to optimize kinematics design of a 2-degree-of-freedom (2-DOF) planar parallel manipulator. The optimum design based on the workspace was presented. Meanwhile, a global, comprehensive conditioning index was introduced to evaluate the kinematic designs. The optimal parallel manipulator is incorporated into a 5-DOF hybrid machine tool which includes a 2-DOF rotational mill-ing head and a long movement worktable. The results show that the planar parallel manipulator-based ma-chine tool can be successfully used to machine blades and guide vanes for a hydraulic turbine.     

一种六轴混合驱动数控机床的方案设计

机床的串联驱动和并联驱动各有其优缺点,根据数控机床的特点,设计了一种新型六轴串（３ＤＯＦ）并（ＤＯＦ）联混合式驱动立卧两用数控机床方案,该方案不仅继承了传统机床串联驱动的优点,如工作空间大,对物流的开发放性好以及控制虎法简单等,而且集成了并联驱动的高速、高刚度及高精度的特点;通过合理分析和设计被动关节,扩大了动平台的摆动范围,使主轴实现了立卧两用,龙门式布局型式提高了机床的刚度及与物流的亲和性。     

六坐标并联式数控机床内活动空间参数研究

将并联式结构数控机床活动空间体积的大小作为评价机床切削性能的指标,给出了活动空间体积的计算公式,分析了机床各结构参数和各运动参数对活动空间体积的影响,     

Parallel Mechanisms with Two or Three Degrees of Freedom

Parallel manipulators for the machine tool industry have been studied extensively for various industrial applications. However, limited useful workspace areas, the poor mobility, and design difficulties of more complex parallel manipulators have led to more interest in parallel manipulators with less than six degrees of freedom (DoFs). Several parallel mechanisms with various numbers and types of degrees of freedom are described in this paper, which can be used in parallel kinematics machines, motion simulators, and industrial robots.     

基于加工空间的并联数控机床参数优化

介绍了机床尺度综合的一般方法和尺度综合中参数设计的优化目标·结合机床的特点和机床设计的实际要求提出了一种新的机床尺度综合流程·给出了一种在机床的加工空间已定的前提下,以各驱动支链的长度最小为优化目标并使各铰链位置和虎克铰摆角在合理范围内以及各驱动支链的最大驱动速度和加速度及机构的灵巧性指标综合最小为条件的机床结构参数优化方法·当机床的加工空间为400mm×400mm×400mm的立方体空间,刀具的最大移动速度和加速度分别设定为0 5m/s和10m/s2时,用该方法对一种三杆并联数控机床的结构参数进行了优化设计,得到了3组较佳的参数·     

六自由度并联机床的工件坐标系定位

以六自由度6-TPS型并联机床为模型,分析了工件坐标系定位对刀具加工范围和运动精度的影响,并据此将工件坐标系定位归结为一类兼顾作业空间和运动精度的有约束非线性规划问题。基于求解非线性规划的复合形法,提出并开发了工件坐标系定位算法,并给出具体的算法流程。这种方法包括确定初始定位矢量、构造定位矢量的初始复合形、建立目标函数和优化计算4部分。最后,针对一组给定的刀位文件,利用上述方法进行了机床的定位规划和计算,验证了算法的合理性和实用性。     

6-PSS并联机构的研究

研究了一种６ 自由度基点可动的并联机构,分析了其结构形式,给出了位置反解,在位置反解的基础上得出其工作空间,分析了其工作空间的特点,并将其作为数控机床的主机构,对该机床加工部分椭球面的过程进行了机构运动仿真．仿真结果表明,这种结构简单的并联机构可实现６ 轴联动,可用于加工形状复杂的空间曲面．