本文關(guān)鍵詞：六軸混聯(lián)臥式加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定研究

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【摘要】：近年來我國螺旋槳加工水平有了顯著提高，但在其加工過程中仍存在諸多缺陷。尤其在大型船用螺旋槳的加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)振顫、干涉、二次裝夾等問題。為改進(jìn)上述不足，采用兩套相同的混聯(lián)加工裝置對稱布局在待加工螺旋槳兩側(cè)，實現(xiàn)螺旋槳的雙刀雙面加工。該加工方法可有效地提高螺旋槳的加工精度與加工效率。 此混聯(lián)加工裝置是在3自由度串聯(lián)機構(gòu)執(zhí)行末端采用懸臂式結(jié)構(gòu)安裝一改進(jìn)的3-RPS并聯(lián)機構(gòu)。裝置的總自由度數(shù)為5，可實現(xiàn)刀具沿X、Y、 Z三個方向的移動與繞X、Y軸兩個方向的擺動。本文主要研究混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定，旨在提高該裝置的加工精度，實現(xiàn)大型船用螺旋槳的高效高質(zhì)加工，具有重要的科學(xué)意義與工程價值。 分析了裝置的結(jié)構(gòu)特點與總自由度數(shù)。針對裝置并聯(lián)機構(gòu)位姿參數(shù)存在耦合的問題，基于高等空間機構(gòu)學(xué)對位姿參數(shù)進(jìn)行了解耦。在此基礎(chǔ)之上，分別采用解析法與改進(jìn)的數(shù)值迭代法建立了裝置的運動學(xué)逆解模型與正解模型。運用ADAMS對裝置進(jìn)行運動學(xué)仿真，驗證了正、逆解模型的準(zhǔn)確性。 考慮裝置的串、并聯(lián)機構(gòu)運動耦合情況，提出一種將兩機構(gòu)分離標(biāo)定的方法。針對串聯(lián)機構(gòu)執(zhí)行末端誤差無法直接測量的問題，建立執(zhí)行末端位置與刀頭點位置映射關(guān)系，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建串聯(lián)機構(gòu)的誤差模型與參數(shù)辨識模型，，進(jìn)而構(gòu)建包含結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的運動控制模型，實現(xiàn)串聯(lián)機構(gòu)的誤差補償；針對并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點，研究了利用帶有千分表的標(biāo)準(zhǔn)檢具標(biāo)定驅(qū)動桿回零長度的方法，通過二次標(biāo)定的方法標(biāo)定了鉸點的位置誤差，建立鉸點位置誤差模型并采用Levenberg-Marquardt算法對此誤差進(jìn)行辨識，構(gòu)建包含結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的運動控制模型實現(xiàn)驅(qū)動桿回零長度誤差與鉸點位置誤差的共同補償。最后通過ADAMS參數(shù)化建模與仿真，驗證了該標(biāo)定方法的正確性與有效性。 基于本文提出的標(biāo)定方法對裝置樣機進(jìn)行實際標(biāo)定。通過測量標(biāo)準(zhǔn)樣件對串聯(lián)機構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定，消除X、Y、Z三移動平臺的垂直度誤差；通過測量標(biāo)準(zhǔn)量塊得到刀具移動時的位置誤差與擺動時的聚點性誤差，并利用這兩種誤差對并聯(lián)機構(gòu)的鉸點位置進(jìn)行標(biāo)定，消除機構(gòu)的鉸點位置誤差。實際標(biāo)定有效地提高了裝置樣機的加工精度，證明了標(biāo)定方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：混聯(lián)加工裝置 結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定 運動學(xué)模型 運動學(xué)仿真
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.33;U671
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究目的與意義9-11
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究目的與意義9-11
• 1.2 混聯(lián)機床的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 并聯(lián)機床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 混聯(lián)機床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 標(biāo)定的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 自標(biāo)定法14
• 1.3.2 外部標(biāo)定法14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 混聯(lián)加工裝置機構(gòu)分析18-27
• 2.1 混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)分析18-19
• 2.2 混聯(lián)加工裝置自由度分析19-20
• 2.3 混聯(lián)加工裝置運動學(xué)分析20-26
• 2.3.1 3-RPS 并聯(lián)機構(gòu)參數(shù)解耦21-22
• 2.3.2 混聯(lián)加工裝置運動學(xué)逆解22-23
• 2.3.3 混聯(lián)加工裝置運動學(xué)正解23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法27-37
• 3.1 串聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法27-31
• 3.1.1 串聯(lián)機構(gòu)誤差建模27-30
• 3.1.2 串聯(lián)機構(gòu)參數(shù)辨識及誤差補償30-31
• 3.2 并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法31-36
• 3.2.1 并聯(lián)機構(gòu)誤差建模31-34
• 3.2.2 并聯(lián)機構(gòu)參數(shù)辨識及誤差補償34-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于 ADAMS 的仿真驗證37-50
• 4.1 混聯(lián)加工裝置運動學(xué)模型的驗證37-44
• 4.1.1 逆解模型的驗證37-42
• 4.1.2 正解模型的驗證42-44
• 4.2 混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法的驗證44-49
• 4.2.1 串聯(lián)機構(gòu)標(biāo)定方法的驗證45-46
• 4.2.2 并聯(lián)機構(gòu)標(biāo)定方法的驗證46-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 混聯(lián)加工裝置樣機標(biāo)定實驗50-56
• 5.1 串聯(lián)機構(gòu)標(biāo)定實驗50-52
• 5.2 并聯(lián)機構(gòu)標(biāo)定實驗52-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果62-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1063233