基于6-HTT并联机器人的螺旋锥齿轮齿顶倒角设备研究

摘要

针对传统的螺旋锥齿轮齿顶倒角加工主要依靠人工进行，加工效率低，质量难以保证等缺点。本文提出将并联机器人机构学和数控技术结合，设计开发了螺旋锥齿轮齿顶倒角加工设备。 本文所做主要工作如下： (1)根据功能要求，通过对并联机器人构型的研究分析，确定了设备的核心部件6-HTT定杆长并联机器人的结构形式，它是一种基于Stewart变型结构的“腿滑动”并联机器人。对机构自由度进行了分析计算。 (2)研究了6-HTT定杆长并联机器人运动学。通过分析各构件在空间坐标系中的位置关系，建立了并联机器人的位置运动学方程，推导了6-HTT并联机器人位置反解的求解过程。利用曲面包络论，对并联机器人的工作空间进行了研究。 (3)设计了6-HTT定杆长并联机器人运动控制系统。分析了并联机器人运动平台的误差影响因素，建立了基于单支链闭环控制原理的误差补偿系统。 (4)对螺旋锥齿轮齿顶倒角加工工艺进行了研究。对设备的机械结构和运动控制的硬件系统进行了最终的设计定型，提出了设备运动控制系统的软件架构，对各主要功能模块进行了规划。最后对螺旋锥齿轮齿顶倒角设备的加工轨迹进行了模拟验算。

目录

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第一章 绪论

1.1螺旋锥齿轮加工现状

1.1.1螺旋锥齿轮加工现状

1.1.2螺旋锥齿轮齿顶倒角加工现状

1.2并联机器人发展研究

1.2.1并联机器人的起源

1.2.2并联机器人的发展现状

1.2.3并联机器人发展的关键技术

1.3课题来源及意义

第二章 并联机器人机械结构设计

2.1并联机器人分类及应用研究

2.2 6-HTT定杆长并联机器人结构设计

2.2.1并联机器人结构设计原理

2.2.2 6-HTT定杆长并联机器人结构形式研究

2.2.3 6-HTT定杆长并联机器人结构设计

2.3 6-HTT并联机器人机构自由度研究

2.4并联机器人关键构件研究

2.5本章小结

第三章 6-HTT定杆长并联机器人运动学研究

3.1 6-HIT定杆长并联机器人坐标系建立

3.2 6-HTT定杆长并联机器人位置分析

3.3工作空间分析

3.4本章小结

第四章 并联机器人运动控制系统研究

4.1 6-HTT定杆长并联机器人运动控制系统

4.1.1 6-HTT定杆长并联机器人运动控制方法

4.1.2 6-HTT定杆长并联机器人单支链控制系统组成

4.2步进电机驱动控制

4.2.1步进电机控制原理

4.2.2步进电机运动特性

4.2.3步进电机的轨迹规划

4.3误差补偿系统

4.4本章小结

第五章 螺旋锥齿轮齿顶倒角设备总体设计方案

5.1螺旋锥齿轮齿顶倒角加工方法研究

5.2螺旋锥齿轮齿顶倒角设备机械执行装置

5.3螺旋锥齿轮齿顶倒角设备的运动控制系统

5.3.1运动控制系统硬件部分

5.3.2运动控制软件系统

5.4螺旋锥齿轮齿顶倒角设备主要零件设计选型

5.4.1设备机械结构基本参数

5.4.2滚珠丝杠副选型

5.4.3运动控制卡选型方案

5.4.4两相混合式步进电机选型

5.5螺旋锥齿轮齿顶倒角加工轨迹模拟

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1课题总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果