并联机床

摘要： 提出了一种基于3-RRRS机构的并联机床构型。RRRS是由3个R副和1个S副组成的支链。3-RRRS机构在上下平台之间连接移动平台,实现移动平台相对于下平台的六维运动;安装在移动平台上的动力头完成机床的加工操作。RRRS运动支链的每个R副配备1个驱动动力,共有3个驱动;整个运动支链系统有9个驱动,具有从属驱动特性,使并联机床具有较大的工作空间和较好的运动动态特性。首先,介绍了新型机床的模块化结构;其次,对基于3-RRRS机构的机床进行建模分析,给出了机床操作中各机构变量的运动和控制模型;最后,给出计算实例,并用运动仿真对计算结果进行了验证。相关工作为后续设备的实际使用提供了理论依据。

摘要： 针对并联机床加工过程中发生共振导致机构变形进而影响零件加工精度的问题,文中以6杆并联机床为研究对象,采用拓扑优化的方法对并联机床床身进行优化.首先确定床身的优化部位为立柱、横架和定台,运用Hyper-Works中拓扑优化模块对其优化,通过添加一定的加强筋来整修优化立柱和横架,对立柱的筋板尺寸进一步优化.优化后运用模态分析和谐响应分析进行整机验证,对比优化前后模型,发现优化后的模型总质量减少了17.8％,前三阶共振频率分别增加了19.56％、20.62％、0.091％,共振峰值在X、Y、Z方向降低了49.454％、29.036％、0.0078％.对结果分析可知优化后的并联机床在加工中避免了共振的发生,其加工精度得到了提高.

摘要： 为提高并联机构在局部精密加工时的调整姿态能力等运动性能,通过添加冗余驱动的方式,提出一种新型2RP(R)/S-2RPS结构冗余并联机构,并对机构进行解耦特性和位置逆解计算,利用约束杆长方程求导方法建立速度输入与输出方程及速度映射矩阵.根据解耦特性对机构伴随运动进行求解,对比冗余机构在相同约束下与非冗余机构的工作空间.利用雅可比矩阵,对机构静刚度和灵巧性运动性能进行分析,同时将上述机构性能与非冗余机构性能进行对比.研究结果表明:通过添加冗余驱动的方式使机构性能得到提升.以圆弧曲线为运动轨迹,对机构进行圆弧轨迹运动过程进行仿真,仿真结果证明该设计的可行性以及机构具有实现任务的能力.

摘要： 阐述了并联数控机床主轴新增的冷却系统,且对并联数控机床主轴的冷却进行研究,通过对主轴瞬间状态热特性分析,建立主轴热变形的自然指数模型,提出改善措施;从而减少主轴系统的工作温升和热变形,保证并联数控机床加工精度.

摘要： 分析了6-SPS型并联机床的工作空间并对机床进行了运动分析.在保证工作空间工作要求的基础上,以其灵活性作为目标函数,五个结构参数作为设计变量,采用多学科优化方法优化设计并联机床的结构参数,并将结果与传统的遗传算法进行比较,证明了多学科优化方法的可行性和高效性.

摘要： 分析了6-SPS型并联机床的工作空间并对机床进行了运动分析。在保证工作空间工作要求的基础上,以其灵活性作为目标函数,五个结构参数作为设计变量,采用多学科优化方法优化设计并联机床的结构参数,并将结果与传统的遗传算法进行比较,证明了多学科优化方法的可行性和高效性。

摘要： 以3-(2SPS)型并联机床为主要研究对象,利用SolidWorks软件建立其三维实体模型,在此基础上首先建立机床坐标系,求得力雅可比矩阵和并联机床刚度矩阵,利用MATLAB编程,得到3种工况下并联机床的仿真刚度随动平台位置的分布规律,再利用ANSYS Workbench软件对机床进行有限元分析,在同样工况下得到机床的整体位移云图及有限元仿真刚度,结合两种分析结果,证明了仿真结果的有效性,为机床后续的优化以及良好的动态性能奠定了基础。

摘要： 提出了一种能实现沿y轴、z轴移动和绕x轴、y轴转动的新型4自由度部分解耦并联机构,将该并联机构辅以能实现主轴x轴移动和x轴转动的动平台,共同组成一种新型并联机床构型;此机床机构特为涡轮叶片加工而设计。对机构进行了运动学分析,得到了运动学方程和雅可比矩阵;使用几何方法对机构的工作空间进行了分析,利用雅可比矩阵证明工作空间没有奇点,并获得了给定任务下的机构执行器所需行程长度。

摘要： 针对由滚珠丝杠传动的定杆长三自由度并联机床,采用PRPU分支运动学标定算法,基于定平台和动平台分别建立绝对坐标系和局部坐标系,构建并联机床轨迹计算的逆解数学模型.应用MATLAB软件进行求解,将传统计算方法需要计算的较多参数简化为只需要计算丝杠螺母的位置坐标.与此同时,将数学模型、三维实体模型的运动学计算结果进行对比,验证所用计算方法的正确性.

摘要： 为了实现含间隙并联机床的运动/动力学仿真,将Coulomb摩擦模型和非线性连续碰撞接触力模型嵌入到ADAMS软件中,建立考虑间隙和摩擦时并联机床的虚拟样机.该虚拟样机模型改善了一般虚拟样机软件在运动副建模时不考虑制造和装配误差的不足,可以提高并联机床虚拟样机仿真的可靠性和真实性.对4-TPS-TPT并联机床进行仿真计算,分析了机床的运动输出响应、运动副接触力等动力学行为.仿真结果表明,考虑间隙和摩擦时并联机床的虚拟样机模型能够有效的描述机床的实际动力学响应.

摘要： 本文分析了导致目前已开发的并联机床加工精度尚未达到预期水平的原因，在对影响并联机床加工精度的因素进行分类的基础上，从几何误差源、刚度特性、动态特性三个方面对并联机床精度研究现状进行了综述，提出了保障并联机床精度的策略。

摘要： 如何研发高精度高刚度铰链一直是充分发挥并联机床优越性的关键技术。本文针对3-RPS并联机床,并考虑强度、刚度、功能性要求等一些关键因素,设计出一套球铰链。文中分析了该机床的结构,并借助Matlab确定球铰链的偏转角范围,最后进行运动学仿真,证实了该球铰链设计的合理性。

摘要： 本文通过对柔性体分析理论，建立了3-TPT并联机床的空间柔性多体动力学方程。同时提出了一种的多体动力学仿真分析的方法，利用ADAMS中的柔性模块，将ANSYS中建立的柔性体导入到ADAMS中建立了并联机床的多柔体模型，并进行多体动力学仿真。为了更加准确的说明分析结果，分别将刚体和柔性体仿真结果进行对比，由于伸缩臂的柔性特点，其受力表现出了高度的非线性，这与实际相符。因此柔性系统的仿真结果能更真实、准确的反映出并联机床的实际动力学特性。

摘要： 并联机床[1,2]作为新一代数控机床与传统机床在结构及运动方式等上存在不同,作为系统的重要组成部分的人机界面是方便加工操作并取得最好加工效果的保证.采用MVC设计模式来设计并联机床数控系统的人机界面,尝试建立一种能适于较常用的并联机床及不同加工方式的并联机床数控系统的人机界面.

摘要： 为避免加工过程中出现意外的干涉及碰撞情况,在开放式数控系统PA的基础上,针对3PRS并联机构搅拌摩擦焊机床,开发了具有虚拟加工功能的数控系统.虚拟加工功能采用MFC编程并基于OpenGL库实现,构件模型数据直接取自机床零件的3维模型数据,位置数据取自数控系统CNC的驱动轴实时数据,因而可以准确地仿真出机床的实际运动情况.

摘要： 提出了虚拟机床中控制系统的核心及开放式数控系统,介绍了该系统的功能,硬件和软件的设计方法,实践证明Rexroth mtc200数控系统完全可以实现人机接口的定制和实时控制部件的参数化.

摘要： 对于机器人和新一代机床——并联机床，其各条杆件(腿)的长度可采用激光干涉仪进行精密测量，也可以采用编码器对机床的移动位移进行测量，但这一测量方式只能测量丝杆和马达的回转运动，而对于热膨胀、摩擦和负载等引起的机床的变形等往往无法测量。将惯性传感器技术用于并联机床杆件长度变化的测量是求解这一问题的一种途径。然而，由于惯性传感系统的动态测量特性及机床工作环境的影响，惯性测量数据中含有偏差误差、未对齐误差和广域的随机误差，因而导致系统测量的不精确。基于此，通过建立测量、误差模型，应用低成本的固态惯性传感器和低通滤波器等元件组成的测量系统，进行惯性误差修正，以抑制误差的漂移，并采用数据融合的方法来预估系统的位置和速度状态变量的这一研究。最后对给出的试验结果进行了分析。

摘要： 对提出的一种新型6-PUS/UPU5自由度并联机器人进行了动力学建模与仿真研究.首先利用凯恩方法对并联机器人进行动力学分析,然后Pro/E软件对并联机器人进行了建模,最后利用Adams系统仿真软件对并联机器人进行了运动学和动力学仿真,并对凯恩动力学模型算出的驱动力与Adams仿真测出的驱动力进行比较,比较结果表明实体模型和动力学模型的准确性,并为优化动力学模型参数提供了有效的方法.

摘要： 对提出的一种新型6-PUS/UPU5自由度并联机器人进行了动力学建模与仿真研究.首先利用凯恩方法对并联机器人进行动力学分析,然后Pro/E软件对并联机器人进行了建模,最后利用Adams系统仿真软件对并联机器人进行了运动学和动力学仿真,并对凯恩动力学模型算出的驱动力与Adams仿真测出的驱动力进行比较,比较结果表明实体模型和动力学模型的准确性,并为优化动力学模型参数提供了有效的方法.

摘要： 一种用于虚拟轴数控机床、虚拟轴并联坐标测量机及并联机器人的三维平移并联机构，由上平台、下平台和结构相同的三条支路组成。每条支路由相互平行的一个R转动副和一个C园柱副，及另一个与之垂直的C园柱副串联而成。控制下平台上三个驱动关节的运动，就可控制上动平台在空间X、Y、Z方向上的三维平移输出。该类机构具有结构简单、输入一输出具有解耦性，工作空间较大、便于制造安装等优点，可作为新型并联虚轴数控机床、新型并联坐标测量机及新型并联机器人的执行机构。

摘要： 一种并联结构数控机床的并联机构是由上、下基座、立柱、滑块、连杆和运动平台组成，多个立柱平行布置固定在上、下基座上组成一框架，滑块分别安装在每根立柱上，运动平台和滑块之间用连杆相连，连杆两端分别为球副和万向节，控制滑块在立柱上的位移时，就可控制运动平台在空间的位置和姿态。立柱可采用6个按一定的几何形状均等或不均的分布在基座上。该结构的并联机构具有工作空间大，运动过程中机构构形变化小等优点，为并联结构数控机床的实用化创造了可能。

摘要： 用于虚拟轴数控机床、测量机及并联机器人的六自由度并联机构，由动平台、静平台及其一条混合链腿与四条相同的简单开链腿组成。混合链腿由一平面闭路结构及一开链结构组成，平面闭路结构由五杆依次通过五个转动副组成，其二构件与静平台用转动副机械连接；开链结构由三个构件分别通过轴线相互平行的二个转动副组成，其一端构件与平面闭路结构中作平面运动的二构件构成复合铰链，另一端构件与动平台用一个转动副机械连接；而简单开链腿由二构件通过一球副连接组成，其一构件与静平台用转动副机械连接，另一构件与动平台也用一球副机械连接。控制静平台上六个驱动关节的运动，就可控制动平台实现三维平移及三维转动输出。该机构可作为并联结构的虚拟轴数控机床、测量机及并联机器人的执行机构。

摘要： 本发明公开了一种基于冗余自由度并联机构的五轴联动混联机床，特别涉及一种兼具串并联装置优点的混联机床，属于机械制造技术领域。本发明包括并联机构、串联机构、驱动装置，所述并联机构包括一个动平台、三个固定架、三个连接所述固定架和所述动平台的支链；所述驱动装置包括一紧固连接在所述固定架上的伺服电机，所述并联机构具有空间两转动和一平动自由度。本发明可广泛应用于五轴联动混联数控机床中，在本发明机床上所开发的五轴联动混联数控机床具有能够对复杂自由曲面类零件的高效、高精度加工能力。

摘要： 一种并联结构数控机床的并联机构是由上、下基座、立柱、滑块、连杆和运动平台组成,多个立柱平行布置固定在上、下基座上组成一框架,滑块分别安装在每根立柱上,运动平台和滑块之间用连杆相连,连杆两端分别为球副和万向节,控制滑块在立柱上的位移时,就可控制运动平台在空间的位置和姿态。立柱可采用6个按一定的几何形状均等或不均的分布在基座上。该结构的并联机构具有工作空间大,运动过程中机构构形变化小等优点,为并联结构数控机床的实用化创造了可能。

摘要： 提供一类(三种)零平移三转动并联机构。其中一种，由动平台、静平台和3条支路组成。第1条支路仅由一个球面副组成；第2条支路由两个移动副与三个转动副组成的平面5杆回路再串联一个转动副和一个球面副组成，且串联的转动副轴线与5杆回路中间的转动副轴线重合；第3条支路由一个移动副和两个球面副串联而成。3条支路的两端构件分别固结在动、静两平台上。驱动三个移动副，即可控制动平台的三个转动输出。该机构具有部分控制解耦，运动学分析仅为2次解析式，有利于实现机器人的实时控制与在线和离线运动规划；机构较为简单，便于制造、安装，可作为并联机床与机器人的执行机构。

摘要： 本发明涉及一种具有两转动和一平动的三自由度冗余并联机构，该并联机构包括静平台、动平台、三根单自由度非冗余支链和一根单自由度冗余支链，所述三根单自由度非冗余支链的一端通过转动副连接静平台，另一端通过球铰连接动平台，所述单自由度冗余支链的两端均为球铰。本发明可提高并联机构的精度和刚性，扩大了机构的摆动姿态空间，适用于制造高精度、大姿态角的数控并联机床。

摘要： 本发明涉及一种具有两转动和一平动的三自由度冗余并联机构，该并联机构包括静平台、动平台、三根单自由度非冗余支链和一根单自由度冗余支链，所述三根单自由度非冗余支链的一端通过转动副连接静平台，另一端通过球铰连接动平台，所述单自由度冗余支链的两端均为球铰。本发明可提高并联机构的精度和刚性，扩大了机构的摆动姿态空间，适用于制造高精度、大姿态角的数控并联机床。

摘要： 本实用新型公开了一种含解耦并联机构模块的五自由度混联机床，包括基座、支架、工作台、刀具旋转总成、三个移动滑块总成、三根运动支链和两根约束支链，支架安装在基座上，两个移动滑块总成分别沿着X轴、Y轴的方向安装在基座上，第三个移动滑块总成沿着Z轴的方向安装在支架上；三个移动滑块总成分别通过三根运动支链连接工作台，两根约束支链的约束端安装在工作台上，两根约束支链的固定端安装在支架上；刀具旋转总成安装在工作台的底部。本实用新型采用正交的三自由度移动并联机构串联球面正交的二自由度旋转并联机构，使机床结合了串联机床与并联机床的优点，工作空间大，承载能力强，初始装配位姿解耦，刀具旋转范围大，运动惯量小，适合复杂曲面零件的加工。

摘要： 本实用新型三自由度并联机床，包括定平台、动平台及连接在定平台与动平台之间的动平台运动控制机构，刀具与动平台中部连接并突出动平台底端，动平台运动控制机构包括第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链、第四中间支链，定平台周缘设有三个均匀排布的定平台连接端，动平台周缘设有三个均匀排布的动平台连接端，三个定平台连接端的位置与三个动平台连接端的位置分别一一对应，第一四杆机构闭环支链、第二四杆机构闭环支链、第三四杆机构闭环支链分别连接在相互对应的定平台连接端与动平台连接端之间，第四中间支链连接在定平台中部与动平台中部之间。本实用新型具有精度高、结构紧凑、刚度高等优点。