基于模塊化設(shè)計(jì)技術(shù),開(kāi)發(fā)了一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高性能混聯(lián)數(shù)控機(jī)床,主要由2-DOF并聯(lián)主軸頭和XY工作臺(tái)兩大功能模塊組成。以該機(jī)床并聯(lián)主軸模塊為研究對(duì)象,基于邊界元和剛度矩陣組集方法,建立了機(jī)床靜剛度模型,并編制了剛度計(jì)算軟件,由此計(jì)算得到機(jī)床主軸在整個(gè)工作空間內(nèi)位置剛度和旋轉(zhuǎn)剛度的分布。數(shù)值仿真表明:該機(jī)床具有較好的剛度特性,滿足輕切削加工靜剛度設(shè)計(jì)要求。 

【文章來(lái)源】：機(jī)床與液壓. 2020,48(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

混聯(lián)數(shù)控機(jī)床拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在剛度建模過(guò)程中,基于邊界元方法,將機(jī)床并聯(lián)主軸頭簡(jiǎn)化為多個(gè)空間桿-梁?jiǎn)卧⒁苿?dòng)副單元和旋轉(zhuǎn)副單元的組成體,電主軸和兩直線電機(jī)動(dòng)子作為集中質(zhì)量處理,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖2所示。為每個(gè)節(jié)點(diǎn)和單元編號(hào),建立總體坐標(biāo)系和每個(gè)單元局部坐標(biāo)系,然后求得每個(gè)單元在單元局部坐標(biāo)系中的單元?jiǎng)偠染仃嚭妥鴺?biāo)轉(zhuǎn)換矩陣,繼而得到每個(gè)單元在總體坐標(biāo)系中的單元?jiǎng)偠染仃�。基于剛度矩陣組集方法[6-7],對(duì)單元?jiǎng)偠染仃囘M(jìn)行集成,從而得到整體剛度矩陣。由圖2可知,簡(jiǎn)化后的結(jié)構(gòu)由12個(gè)節(jié)點(diǎn)和12個(gè)單元組成。其中,(1)和(10)為移動(dòng)副單元,(3)、(5)和(8)為轉(zhuǎn)動(dòng)副單元,其他單元為空間桿-梁?jiǎn)卧?

在數(shù)值仿真過(guò)程中,各單元的截面積、慣性矩由UG實(shí)體模型獲得,材料彈性模量、泊松比由材料特性定義參數(shù)庫(kù)得到;進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服靜剛度由選用的直線電機(jī)經(jīng)實(shí)驗(yàn)獲得,Ksj=120 N/μm;其他相關(guān)參數(shù)值由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得。定義工作空間z∈[200, 520]mm,θ∈[0, 90°],得到并聯(lián)主軸頭在整個(gè)工作空間內(nèi)的剛度分布,如圖4所示。圖4 機(jī)床主軸靜剛度空間分布

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3587532