面向激光切割的并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、近年來(lái),由于少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、構(gòu)件少、控制簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),因而成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)中很有實(shí)用前景的一類,它能夠滿足大多情況下的工作要求,還可以與其他機(jī)構(gòu)混聯(lián)完成多種工作任務(wù)。但在激光切割等工業(yè)生產(chǎn)中并沒(méi)有得到很好的應(yīng)用,因此對(duì)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究具有重大戰(zhàn)略意義。
　　本文提出了基于3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的機(jī)床,采用理論建模與仿真分析深入研究3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu),并對(duì)原有的機(jī)構(gòu)進(jìn)

2、行設(shè)計(jì)改進(jìn),主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、利用螺旋理論,得到3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有三個(gè)移動(dòng)自由度的結(jié)論。建立3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,通過(guò)閉環(huán)矢量法求得機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。利用仿真工具 SimMechanics求得3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間,該仿真法不需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算,運(yùn)算過(guò)程簡(jiǎn)單,圖像效果更好。
　　2、詳細(xì)闡述了凱恩方法,并以之為理論基礎(chǔ),建立了3_PUU機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程。創(chuàng)建3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型,

3、仿真計(jì)算該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng),驗(yàn)證第二章中運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的正確性。仿真得到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,與施加的位移驅(qū)動(dòng)對(duì)比,驗(yàn)證模型的正確性。仿真得到滑塊的受力曲線圖,求得動(dòng)力學(xué)逆解。模擬加工過(guò)程,保證設(shè)計(jì)的可靠性。
　　3、研究了3_PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靜剛度,得到機(jī)構(gòu)在Y方向上剛度較差的結(jié)論,這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要考慮方向。分別對(duì)機(jī)構(gòu)分支和整機(jī)模型進(jìn)行模態(tài)分析,得到機(jī)構(gòu)固有振動(dòng)特性的振動(dòng)模式,觀察機(jī)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),在設(shè)計(jì)時(shí)考慮加強(qiáng)該處以增強(qiáng)機(jī)構(gòu)整體的運(yùn)