本文關(guān)鍵詞：新型三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)床在機(jī)械制造過程中是必不可少的加工設(shè)備。對(duì)于立式的鉆床和銑床這種刀具只有一種運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)床而言,加工的關(guān)鍵在于工件的定位、夾緊是否準(zhǔn)確,這樣才能正確加工出所需要的尺寸。夾具,其使得機(jī)械加工在一定程度上更方便和快捷。對(duì)于加工一些空間具有多方位孔的復(fù)雜非標(biāo)零件,普通的三坐標(biāo)的機(jī)床的夾具會(huì)用到一些專用性夾具和組合夾具來完成一系列的加工工序。但是每加工一個(gè)方位的孔都需要將夾具拆下重新進(jìn)行工件的裝夾。因此,專用夾具的使用也會(huì)在很大程度上降低加工效率和經(jīng)濟(jì)成本。同樣,也可以使用五坐標(biāo)機(jī)床或者更先進(jìn)的機(jī)床來完成工件的加工,但成本是高額的。因此,設(shè)計(jì)一種能夠多方位轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜的夾具平臺(tái)且能夠利用先進(jìn)的控制技術(shù)控制的是意義重大的。眾所周知,并聯(lián)機(jī)構(gòu)中的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其承載力大,結(jié)構(gòu)簡單易加工和控制的優(yōu)點(diǎn)得到了無數(shù)學(xué)者的青睞。將其與并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合,做成并聯(lián)夾具平臺(tái)就能達(dá)到所預(yù)期的。首先,第一章介紹了為何要做并聯(lián)夾具平臺(tái)的課題背景及意義。就三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹。另外,對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和控制方法的研究現(xiàn)狀和成果進(jìn)行了介紹。其次,第二章首先講述了本文中夾具平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)合,即作為簡單立式銑床的夾具部分。重點(diǎn)突出利用并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為夾具平臺(tái)時(shí),機(jī)構(gòu)構(gòu)型的的重要性和構(gòu)型的組成部件和設(shè)計(jì)方法,并對(duì)構(gòu)型的演變舉了實(shí)例,由此引出本文設(shè)計(jì)三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)的理念和方法。繪制出機(jī)構(gòu)簡圖,并進(jìn)行了自由度的計(jì)算。同時(shí),對(duì)設(shè)計(jì)的夾具平臺(tái)的各部件進(jìn)行了全面分析。對(duì)平臺(tái)的控制硬件進(jìn)行了計(jì)算和選擇。也對(duì)光軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核,最后,給出了樣機(jī)的實(shí)物制作圖。再次,第三章第四章就此平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。就此機(jī)構(gòu)建立了數(shù)學(xué)模型,利用空間幾何的方法對(duì)其逆解進(jìn)行了MATLAB編程,得到了三個(gè)滑塊的位移圖像。將其三維模型導(dǎo)入ADAMS,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解模型的正確性。同時(shí),還利用ADAMS按照位移數(shù)據(jù)編制樣條曲線,驗(yàn)證正解的正確性。最后,第五章對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和樣機(jī)進(jìn)行了組裝、實(shí)驗(yàn)調(diào)試。利用LinuxCNC,在軟件里面設(shè)計(jì)一系列的參數(shù),最后利用G代碼對(duì)平臺(tái)實(shí)行控制。達(dá)到本文中既定的運(yùn)動(dòng)。簡單介紹了電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、并口接板的接線方法,同時(shí)制作了一個(gè)簡單的立式銑床,將其與設(shè)計(jì)的并聯(lián)平臺(tái)相結(jié)合,與現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)合緊密聯(lián)系。
【關(guān)鍵詞】：夾具 并聯(lián)機(jī)構(gòu) matlab adams Linux CNC控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG75;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 選題背景及意義12-14
• 1.1.1 課題背景12-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)發(fā)展概況14-20
• 1.2.1 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的發(fā)展14-15
• 1.2.2 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究15-20
• 1.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論研究方法20-21
• 1.3.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析20
• 1.3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的控制方法分析20-21
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第2章 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)研制22-36
• 2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)23-26
• 2.1.1 三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型概述23-26
• 2.2 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)方案設(shè)計(jì)26-30
• 2.2.1 并聯(lián)夾具平臺(tái)的自由度計(jì)算27
• 2.2.2 并聯(lián)夾具平臺(tái)的三維模型27-28
• 2.2.3 拼接底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.2.4 滑塊導(dǎo)軌平臺(tái)設(shè)計(jì)29
• 2.2.5 球面連接副的設(shè)計(jì)29-30
• 2.2.6 二自由度萬向節(jié)設(shè)計(jì)30
• 2.3 三自由度并聯(lián)夾具樣機(jī)檢驗(yàn)與制作30-34
• 2.3.1 滾珠絲杠副的選擇30-31
• 2.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)31-32
• 2.3.3 光軸的檢驗(yàn)和校核32-33
• 2.3.4 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)實(shí)物圖33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第3章 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析36-44
• 3.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)位置分析36-40
• 3.1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析36-37
• 3.1.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析37-40
• 3.2 基于實(shí)例的MATLAB運(yùn)動(dòng)學(xué)分析40-43
• 3.2.1 matlab的程序求解過程40-42
• 3.2.2 滑塊的位移曲線圖42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真與驗(yàn)證44-54
• 4.1 CAE技術(shù)應(yīng)用發(fā)展44-46
• 4.1.1 CAE技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀44-45
• 4.1.2 多體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS簡介45-46
• 4.2 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)在ADAMS中的運(yùn)動(dòng)仿真46-49
• 4.2.1 并聯(lián)夾具平臺(tái)的約束建立和自由度驗(yàn)證46-47
• 4.2.2 并聯(lián)夾具平臺(tái)的仿真與圖形處理47-49
• 4.3 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)在ADAMS中的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 并聯(lián)夾具平臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及樣機(jī)調(diào)試54-68
• 5.1 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)54-58
• 5.1.1 控制系統(tǒng)分類及特點(diǎn)54-55
• 5.1.2 LinuxCNC開放式控制系統(tǒng)55-56
• 5.1.3 LinuxCNC開放式控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)56-57
• 5.1.4 LinuxCNC軟件的安裝與啟動(dòng)57-58
• 5.2 并聯(lián)夾具平臺(tái)在LinuxCNC中的參數(shù)配置58-65
• 5.2.1 對(duì)三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)的INI文件配置58-59
• 5.2.2 對(duì)三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊的修改59-63
• 5.2.4 樣機(jī)硬件組裝63-65
• 5.3 三自由度并聯(lián)夾具的調(diào)試65-66
• 5.4 三自由度并聯(lián)夾具平臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用與擴(kuò)展66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 總結(jié)與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項(xiàng)目74-76
• 致謝76

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