發(fā)布時間：2022-01-14 01:27

　　基于模塊化設(shè)計技術(shù),開發(fā)了一種由直線電機驅(qū)動的高性能混聯(lián)數(shù)控機床,主要由2-DOF并聯(lián)主軸頭和XY工作臺兩大功能模塊組成。以該機床并聯(lián)主軸模塊為研究對象,基于邊界元和剛度矩陣組集方法,建立了機床靜剛度模型,并編制了剛度計算軟件,由此計算得到機床主軸在整個工作空間內(nèi)位置剛度和旋轉(zhuǎn)剛度的分布。數(shù)值仿真表明:該機床具有較好的剛度特性,滿足輕切削加工靜剛度設(shè)計要求。 

【文章來源】：機床與液壓. 2020,48(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

混聯(lián)數(shù)控機床拓撲結(jié)構(gòu)

在剛度建模過程中,基于邊界元方法,將機床并聯(lián)主軸頭簡化為多個空間桿-梁單元、移動副單元和旋轉(zhuǎn)副單元的組成體,電主軸和兩直線電機動子作為集中質(zhì)量處理,簡化結(jié)構(gòu)如圖2所示。為每個節(jié)點和單元編號,建立總體坐標系和每個單元局部坐標系,然后求得每個單元在單元局部坐標系中的單元剛度矩陣和坐標轉(zhuǎn)換矩陣,繼而得到每個單元在總體坐標系中的單元剛度矩陣�；趧偠染仃嚱M集方法[6-7],對單元剛度矩陣進行集成,從而得到整體剛度矩陣。由圖2可知,簡化后的結(jié)構(gòu)由12個節(jié)點和12個單元組成。其中,(1)和(10)為移動副單元,(3)、(5)和(8)為轉(zhuǎn)動副單元,其他單元為空間桿-梁單元。

在數(shù)值仿真過程中,各單元的截面積、慣性矩由UG實體模型獲得,材料彈性模量、泊松比由材料特性定義參數(shù)庫得到;進給驅(qū)動系統(tǒng)伺服靜剛度由選用的直線電機經(jīng)實驗獲得,Ksj=120 N/μm;其他相關(guān)參數(shù)值由經(jīng)驗公式計算獲得。定義工作空間z∈[200, 520]mm,θ∈[0, 90°],得到并聯(lián)主軸頭在整個工作空間內(nèi)的剛度分布,如圖4所示。圖4 機床主軸靜剛度空間分布

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3587532