混聯(lián)數控機床中并聯(lián)機構的結構動態(tài)特性解析方法研究.pdf

1、混聯(lián)數控機床是近幾年發(fā)展起來的一種具有良好應用前景的新一代加工裝備，是機器人技術與機床技術相結合的產物，該類機床采用了串聯(lián)機構和并聯(lián)機構相結合的混聯(lián)結構，不僅繼承了并聯(lián)機床高剛度、高精度和高進給速度等優(yōu)點，還具備了串聯(lián)機床大行程的特點。雖然混聯(lián)數控機床的研究開發(fā)取得了許多成果，但仍有許多問題需要解決，其并聯(lián)機構的結構動態(tài)特性的研究就是其中亟待解決的關鍵技術之一。由于并聯(lián)機構含有大量的主、被動關節(jié)，所形成的多彈性體具有結構與機構耦合的特點

2、，其結構動態(tài)特性具有時變、非線性等特點，使得混聯(lián)機床的動態(tài)特性遠比傳統(tǒng)機床復雜，研究并建立并聯(lián)機構結構動態(tài)特性模型及其解析方法，對混聯(lián)機床的應用和發(fā)展具有重要的意義。 本論文主要研究了混聯(lián)數控機床中3-RPS并聯(lián)機構的結構動態(tài)特性解析方法，首先建立了并聯(lián)機構的結構動力學模型，基于邊界元法建立了梁單元和集中質量單元的動態(tài)特性方程式，對并聯(lián)機構動態(tài)特性解析中所出現(xiàn)的單元之間剛性結合、關節(jié)結合、單結合部多分支結合等多種情況進行了解析，基于動剛

3、度合成的思想推導了并聯(lián)機構動態(tài)特性解析所需的相關公式，然后對并聯(lián)機構各構件在作業(yè)空間中的位置和姿態(tài)進行了解析，編制了并聯(lián)機構空間位姿狀態(tài)解析程序。 根據所建立的3-RPS并聯(lián)機構動態(tài)特性邊界元模型及推導出的邊界元解析公式，運用FORTRAN語言開發(fā)了3-RPS并聯(lián)機構動態(tài)特性解析軟件系統(tǒng)。通過軟件的解析結果與已有的實驗結果進行對比，表明本文所建立的3-RPS并聯(lián)機構動態(tài)特性邊界元模型、解析方法及所開發(fā)的軟件是正確的。最后依據所開發(fā)的軟件