【摘要】：混聯(lián)機(jī)床融合了并/串聯(lián)機(jī)構(gòu)各自的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)彌補(bǔ)了各自的劣勢(shì),本文提出了一種大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)。該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)五自由度的加工操作,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)較大轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)動(dòng)。論文通過以下幾個(gè)方面對(duì)該大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床的性能進(jìn)行了分析與優(yōu)化:(1)提出了一種大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床的結(jié)構(gòu)。該混聯(lián)機(jī)床的并聯(lián)組件呈非對(duì)稱分布,其中第1、2支鏈為PRT型運(yùn)動(dòng)支鏈,第3支鏈為P-2SS型運(yùn)動(dòng)支鏈。(2)對(duì)大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了研究�；谑噶糠ê蛿�(shù)值法建立了混聯(lián)機(jī)床的位置正反解、速度和加速度運(yùn)動(dòng)方程,通過MATLAB軟件編程得到所有的正反解位姿圖及仿真速度、加速度變化規(guī)律。(3)對(duì)大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床的性能進(jìn)行了分析�；贘acobian矩陣法,得出了混聯(lián)機(jī)床可能出現(xiàn)邊界奇異、局部奇異和結(jié)構(gòu)奇異的位置;運(yùn)用數(shù)值搜索法得出混聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)工作空間,轉(zhuǎn)角范圍可達(dá)(-30 80);推導(dǎo)出混聯(lián)機(jī)床的剛度矩陣和靈巧度矩陣,給出實(shí)例計(jì)算并繪制剛度和靈巧度圖。(4)對(duì)大轉(zhuǎn)角混聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行研究。采用凱恩方法對(duì)機(jī)床建立動(dòng)力學(xué)方程。使用ADAMS和MATLAB軟件對(duì)機(jī)床的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真研究。(5)以混聯(lián)機(jī)床速度、剛度和靈巧度為優(yōu)化目標(biāo),基于Isight優(yōu)化軟件集成MATLAB軟件,構(gòu)建了混聯(lián)機(jī)床的多目標(biāo)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,得到分布性良好的Pareto解集,并給出了多目標(biāo)優(yōu)化實(shí)例以體現(xiàn)優(yōu)化效果。
【圖文】：

究和提高其整體性能。快速的騰飛，需要越來越先進(jìn)的加工裝備與工一樣，它們對(duì)零件表面的加工精度也要求甚高不規(guī)則性且很難機(jī)加工完成。因此這類零件的如本文研究的混聯(lián)機(jī)床最明顯的優(yōu)點(diǎn)有十分良位置轉(zhuǎn)換能力強(qiáng)，同時(shí)有較高的剛度性能等相剛度特性好、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，所以混聯(lián)裝的長(zhǎng)處。因此，本文所研究的這種將并聯(lián)機(jī)構(gòu)后的高端裝備制造領(lǐng)域得到的廣泛研究與工程床問世以來，許多國(guó)家的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)投入的成果并在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛普及與運(yùn)用，logie 公司研發(fā)的含三自由度 Sprint-Z3 并1]，如圖 1.1 所示。

中北大學(xué)學(xué)位論文中并聯(lián)組件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的平移和一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式，但其動(dòng)平的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)能力得到提高，可達(dá)110 ( 3 0 80 )。解決了現(xiàn)聯(lián)機(jī)床因?yàn)橐_保剛度而限制轉(zhuǎn)角大小，從根本上提升了整個(gè)加工空間。內(nèi)外研究現(xiàn)狀究者發(fā)明出的并聯(lián)機(jī)構(gòu)最初只是起到機(jī)械手的作用，并沒有將其與機(jī)床聯(lián)1994 年，由并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成的 VARIAX 機(jī)床出現(xiàn)在制造展覽大會(huì)上，它是gs & Lewis 研發(fā)制造的，如圖 1.2 所示，這種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)床，引起了社注，象征著并聯(lián)機(jī)構(gòu)開始步入機(jī)床產(chǎn)業(yè)，被稱為“21 世紀(jì)新一代數(shù)控加工表性的有 Octahedral-Hexapod 并聯(lián)機(jī)床是由美國(guó) Ingersoll 公司研制的，如 GDM1000-04X 機(jī)床是由英國(guó) Geodetic 公司研制的，如圖 1.4 所示。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG502

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本文編號(hào)：2622211