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。     

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…     

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。     

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     

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.     

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.     

龙门式混联机床的静刚度分析

静刚度是机床设计的重要指标之一.为了解基于平面三自由度并联机构的龙门式混联机床的静刚度性能,提出了一种分析方法,此方法同时考虑了并联支链和铰链的变形.根据微分误差模型,建立了机床刚度矩阵,得出了机床位置刚度和转动刚度的分布情况,着重讨论了铰链刚度对机床刚度的影响.结果表明 在工作空间内沿Y方向位置刚度具有对称性,转动刚度具有不对称性; 铰链刚度对机床刚度影响很大,在并联机床或者混联机床设计中必须选用刚度好的铰链连接形式.     

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。     

基于四自由度并联机构的数控机床研究

介绍一种基于混合型四自由度并联平台机构平发的五坐标并联机床,由于其独特的机构设计,与基于Stewart平台的并联机床相比,X方向的进给运动与运动平台分离,改由工作台单独进给,因而其工作空间成倍增大,采用龙门框架结构和滚珠丝杠支承方案使机床获得更高的刚度,给出了该机床运动学逆解,控制系统采用基于PC的数控系统进行五轴三联动控制。     

一种并联运动机床的轨迹规划

针对东北大学开发研制的3 TPT并联运动机床进行了研究·首先进行了机构的结构分析,论述了该并联机构具有三维移动即平动的运动特征,然后对并联机床进行了位置分析,给出了位置正反解,得出了移动平台按预期运动规律运动时应该施加在原动件伸缩杆上的运动规律,最后,基于ADAMS虚拟样机技术,创建了3 TPT并联运动机床的虚拟样机模型·通过虚拟样机的运动仿真,对所规划的运动轨迹进行了验证·     

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。     

新型混联机床主体—3UPS +1RPU并联机构的自由度分析与仿真

提出了一种新型的以3UPS+1RPU并联机构作为主体机构,再将主体机构串联在y轴方向滑动导轨上,从而达到五坐标联动加工的一种混联机床的设计思路。对于该机床的主体机构——3UPS+1RPU非对称并联机构,基于螺旋理论进行自由度的分析与计算;在此基础上应用多自由度并联机构输入选取理论来确定该机构的驱动输入副。然后运用Solid Works对其进行实体建模;并导入到ADAMS中进行自由度性质和数目的分析验证。虚拟样机验证结果与理论分析的结果具有一致性,这为后续深入研究该新型混联机床其他方面的性能提供了参考依据。     

兼顾速度特性的三自由度混联机床尺度设计

以设计高速混联机床为目的,研究了一种两自由度并联机构的设计方法。建立了机构的运动学正逆封闭解方程、作业空间解析解和速度传递方程。根据机床的特点,定义出速度输出率和全域速度输出率指标,明确了机构输入和输出速度与设计参数之间的关系。提出一种兼顾速度和作业空间要求的并联机床尺度设计方法,并进行了具体的设计计算,结果证明该方法可行。基于此并联机构,给出了一台高速三轴混联机床的概念设计。     

三自由度平面并联虚拟轴机床的设计

研究了三自由度平面并联虚拟轴机床设计的一些基本问题,包括三自由度平面并联机构的型、机构的逆解计算、动平台的姿态优化和刀具中心轨迹与实际切削轨迹之间的关系等。在此基础上研制出一台平面虚拟轴机床,切削结果表明,理论分析与实际切削结果相吻合。     

并联机床的平行机构对其静刚度的影响分析

为了研究机床静刚度对并联机床性能的影响,以东北大学研制的3-TPT并联机床为研究对象,通过对机床静刚度模型的理论分析,得出了机床静刚度的表达式.利用大型有限元分析软件ANSYS,在机床不同的受力条件下对机床主架静刚度和机床整机的静刚度进行仿真分析,指出了机床刚度的薄弱环节以及平行机构对机床整机的影响.分析结果表明:机床的z向刚度远大于水平方向的刚度;机床整机的刚度远大于机架的刚度,平行机构能使机床的刚度成倍增加,随着平行机构所在位置高度的增加,其z向刚度增大.     

并联机床平面约束机构误差分析与建模

针对五轴数控机床平面约束机构进行了误差分析,指出了并联机床平面约束机构误差主要影响因素为机构的制造误差和安装误差·前者与由其引起的约束机构顶边中点沿x方向的位移成非线性关系,而后者则成线性关系·提出了一种依据测量数据反演非线性误差模型的建模方法,给出了五轴并联机床约束机构实测信息与模型输出间的多项式误差模型·比较仿真结果与测量结果可知,基于上述方法建立的误差模型精确,进而利用该模型对机床进行实时精度补偿,可使机床x方向定位精度大为提高     

虚拟轴机床机构误差分析

该文对并联机构在现代机床上的应用作了论述,建立了虚拟轴机床并联机构的一种误差分析方法,应用坐标变换原理导出了双三角并联机构水平姿态时的误差方程组;分析了误差方程组的线性和非奇异性,给出水平姿 态时的位姿误差正解;对工作空间中心线的误差分布规律进行了仿真,绘制了其误差分布曲线。     

3-UPU并联机床关于3D自由曲面刻字的计算机辅助几何法

基于一种新的计算机辅助变量几何法,以新型3-dof(3自由度)3-UPU并联机床为对象,加工具有任意复杂形状的工件以及在任意3D自由曲面或平面上刻字.通过几何约束和尺寸驱动技术,先建立3-UPtJ并联模拟机构,再构造任意3D自由曲面和刀具轨迹的引导平面,与3-UPU模拟并联机构合成,得到用于加工任意3D自由曲面的模拟并联机床.给定加工路径,各驱动杆长和动平台的位置能自动求解出来.通过解析的方法验证对比,得出计算机辅助变量几何法不仅简单直观,而且省去了大量的编程计算.     

三自由度平面并联虚拟轴机床的设计

研究了三自由度平面并联虚拟轴机床设计的一些基本问题，包括三自由度平观并联机构的型、机构的逆解计算、动平台的姿态优化和刀具中心轨迹与实际切削轨迹之间的关系等。在此基础上研制出一台平面虚拟轴机床，切削结果表明，理论分析与实际切削结果相吻合。