新型三维平台机床及其初始装配位姿误差解耦分析“亚慱体育app在线下载”
作者:亚慱体育app在线下载 发布时间:2022-10-23 00:16
本文摘要:专业维修折弯机、剪板机等机床;新型三维平台机床及其初始装配位姿误差解耦分析金振林12,张利平2,李研彪2(1.北京航空航天大学机械人研究所,北京100083;2.燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004)该种结构形式的并联机床在其正交位姿是误差解耦的,选择正交位姿为机床初始装配位姿,改善了机床的装配工艺性。

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专业维修折弯机、剪板机等机床;新型三维平台机床及其初始装配位姿误差解耦分析金振林12,张利平2,李研彪2(1.北京航空航天大学机械人研究所,北京100083;2.燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004)该种结构形式的并联机床在其正交位姿是误差解耦的,选择正交位姿为机床初始装配位姿,改善了机床的装配工艺性。  并联机床又称虚拟轴机床,是机械人技术与机床结构技术联合的机电一体化产物,与传统的串联机床相比,并联机床在结构上有重大的突破,具有结构简朴、模块化水平高、刚度好、运动部件惯性质量小和运动响应迅速等优点,其缺点是事情空间小和控制算法庞大。现在的并联机床多数接纳倒置的Stewart平台为其机构原型针对这类机床存在运动耦合严重和装配工艺性差等问题,提出一种新型并联机床结构,这种并联机床以3?2?1一SPS三维平台机构为原形,在其正交位姿具有误差解耦的特点,与Stewit平台为原型的并联机床结构比力,具有更好的结构和装配工艺性。

  1新型三维平台机床结构结构特点及其工艺性分析1.1结构结构特点研究的并联机床的机构原型为一种新颖的3? 2?1一SPS三维平台机构,如所示,由基座1、六个SPS运动链分支2和运动平台3组成。该机构与Stew-t平台机构具有相同的运动学模型,但其运动链结构与一般的Stewit平台机构差别,其特点在于:每一个SPS运动链组成一个分支,分支中直线移动副为驱动副,六个分支按3、2、1分为**、第二、第三组,和这三组分支对应的与运动平台相连的三组球铰的中心划分漫衍在长、宽、高划分为2a、2b、2c的基础六面体的三个相互垂直的外貌上,其中,**组的三个球铰的中心划分位于边长为2d的正三角形的三个极点上,第二组的二个球铰的中心划分位于长为2d的线段的二个端点上,第三组的球铰的中心位于所在基础立方体外貌的几何中心。

  基座上的六个球铰点的漫衍特点和运动平台上的六个球铰点相似。  当三组分支的轴线划分与基础六面体的三个相互垂直的外貌垂直时,机构处于正交位姿。  机床的结构示意图,该并联机床由基座1、运动平台3、六个由直线移动驱动杆及其与运动平台、基座相连的球铰组成的分支2和装在运动平台上的电主轴与切削刀具4组成。运动平台通过六个分支的直线移动驱动杆的伸缩,实现任意位置与姿态的运动,从而使安装在运动平台上的刀具完成任意空间曲面的加工。

  新型三维平台机床结构示意。2工艺性分析并联机床初始装配位姿的选择是否合理,对机床的几何精度和制造成本有着直接影响。以Stewart平台为原型的并联机床无论如何选择其初始装配位姿,其结构和装配工艺性都存在许多问题,如:为扩大事情空间,与运动平台/基座相接的六个球铰需倾斜安装,这就需要在运动平台/基座上加工出六个倾斜的安装面和安装孔,这六个安装面和安装孔,在空间相互间基金项目:中国博士后科学基金资助项目(230? 21?101)燕山大学博士基金资助项目(B51)lt作考简(介5金振林(1愚-)男。辽宁抚顺人1教博士6专业偏向ft并联机械人技frightsreserved.既不平行又不垂直,给设计、装配和检测带来很大未便。

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  由度并联机床,选其正交位姿为初始装配位姿,使其具有好的结构和装配工艺性145:在初始装配位姿,各组直线移动驱动杆轴线与对应的球铰安装平面相互垂直,这便于设计时提出装配精度要求和总体装配时到达装配精度要求。  凭据结构特点,与运动平台/基座相连的三组球铰对应的安装面和安装孔,可以设计成两两相互垂直,给运动平台/基座的设计、加工和球铰的安装与检测带来利便。  2初始装配位姿的误差解耦分析如所示,建设与运动平台固接的坐标系:P:O'?xy/,原点位于基础六面体的几何中心,三个坐标轴划分与立方体的三个相互垂直的边平行,在坐标系中,与运动平台相连的球铰点Bi的空间位置以矢量表现;建设与基座固接的坐标系QO?xyz,在初始装配位姿理想位姿,坐标系0的原点与三个坐标轴划分和坐标系P的原点与三个坐标轴重合。

在坐标系Q中,与运动平台相连的球铰点B/的空间位置以矢量表现,与基座相连的球铰点Ai的空间位置以矢量,2表现。(=1,2,…,6),并设在初始装配位姿理想位姿,六个SPS运动链分支的长度(分支中两球铰点的距离)均为/.由机床结构特点得:在初始装配位姿,设运动平台点"对O点的位置误差矢量为As=(AxAyAz)T,运动平台点O对O点的姿态误差矢量为Ar=(Aa邱和Ay划分为回转角。俯仰角和偏转角误差,对应六个SPS运动链分支的长度(分支中两球铰点的距离)误差矢量为A/=李兵。

并联机床原形样机设计及性能分析。哈尔滨:哈尔滨工业大学,1999.金振林,岑岭。

3?2?1结构6自由度正交并联机床。中国发金振林,岑岭。新型并联机床的柔度指标及其在事情空间内漫衍研究。

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中国机械工程,2002黄真,孔令富,方跃法。并联机械人机构学理论及控制。北京:机械工业出书社,1997.两自由度多环混淆驱念头构的可动性分析李永刚,孟彩芳,张策,李辉(天津大学机械工程学院,天津300072)可动性分析的方法,即首先由机构的速度输入与输出矩阵,推出机构发生奇异位形的条件,再联合该机构的可动性要求和单环多杆机构的可动性的充要条件,对整个机构每个环路的可动性举行分析,*后综合分析得出混淆驱念头构的可动性条件曲柄式压力机在金属成型加工领域中有着广泛的应用。

由于差别零件的加工工艺,对零件变形历程中速度的变化特性有差别的要求,因此,曲柄压力机的冲压速度特性成为限制其应用的重要因素之一。传统的曲柄压力机多为单自由度机构,用恒速电机驱动,机构的输出特性由杆长确定,因而当输出要求有变化时,其输出特性很难更改,这使得同一种机构无法满足多种冲压加工工艺对冲压速度的要求。如果用伺服电机举行驱动,可以使用伺服电机转速的可控性,在不改变机构的杆长条件下,通过控制电机的输入,就可以使同一种机构能满足多种输出要求。

但由于伺服电机的造价较高且功率小,使其应用只限于小型的加工设备。  而近几年来提出的混淆驱念头构的思想1 12~14,则是解决这一问题的很好途径。即把一种两自由度混淆驱动的1丨级机构,作为压力机的驱念头构,让其中一个原动件用恒速电机驱行动匀速运动,通过伺服电机控制另一个原动件,使其作赔偿运动,从而使机构准确实现给定的运动。这样在不改变机构杆长的前提下,只要通过编程控制伺服电机的运动纪律,同一种机构就可以满足多种输出要求。

在此基础上,对一种新型的两自由度混淆驱动的111级机构举行了研究。众所周知,机构的研究,首先不行制止地要举行机构的可动性分析。对于多杆机构的可动性,海内外的研究许多,如凭据平面连杆机构的可装配性和通报角的极值等条件,对平面单环的多杆机构的可动性的深入分析|5~8;平面五杆机构的曲柄存在条件和判别机构类型的研究110;以两原动件运动的任意组合,使机构运转到*难到达的位置作为机械模型,对两自由度五杆机构的可动性充实条件的推导1111;|12丨给出了一种两自由度机构的可动性条件的盘算方法。

  但这些都是研究的单环多杆机构的可动性条件,对多自由度多环机构的可动性条件没有举行分析。而混淆驱念头构大多为多自由度多环机构,如两自由度多环混淆驱念头构()鉴于此重要意义,对所示的两自由度混淆驱动的1级机构的可动性举行了深入的分析,并联合实例对分析的正确性举行了验证。


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