一種并聯(lián)增材制造設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、增材制造設(shè)備廣泛采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，然而串聯(lián)結(jié)構(gòu)具有剛度小、精度低、實(shí)時(shí)控制困難等缺點(diǎn)。新型的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有剛度好、運(yùn)動(dòng)精度高、易在線(xiàn)控制等優(yōu)點(diǎn)。因而，將增材制造技術(shù)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的并聯(lián)增材制造設(shè)備具有很好的應(yīng)用前景。
　　針對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備的開(kāi)發(fā)，本文對(duì)以下方面關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究(1)對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;(2)對(duì)并聯(lián)增材制造進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析;(3)對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了剛?cè)狁詈戏抡娣治?(4)對(duì)往復(fù)直線(xiàn)掃描路

2、徑、環(huán)形掃描路徑和分形曲線(xiàn)掃描路徑的生成算法進(jìn)行了研究，并給出了實(shí)例，驗(yàn)證了這三種算法的可行性。
　　首先，對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。建立并聯(lián)增材制造設(shè)備的位置約束方程，對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了位置分析;采用影響系數(shù)矩陣法對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了速度、加速度分析;使用ADAMS進(jìn)行了并聯(lián)增材制造設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，對(duì)位置、速度和加速度的數(shù)學(xué)模型的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。以上研究為并聯(lián)增材制造設(shè)備動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　其

3、次，對(duì)并聯(lián)增材制造進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。采用拉格朗日方法建立并聯(lián)增材制造設(shè)備的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)方程;使用Matlab對(duì)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了求解，使用ADAMS對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型的正確性。以上研究為并聯(lián)增材制造設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　再次，對(duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備進(jìn)行了剛?cè)狁詈戏抡娣治?。使用ANSYS和ADAMS建立并聯(lián)增材制造設(shè)備的剛?cè)狁詈夏Ｐ停瑢?duì)并聯(lián)增材制造設(shè)備的多剛體模型、剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行

4、動(dòng)力學(xué)仿真;將剛?cè)狁詈戏抡嬷羞B桿的載荷文件輸出，在ANSYS中對(duì)連桿進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高增材制造制件的成形質(zhì)量和成型效率。
　　最后，研究了增材制造中往復(fù)式掃描路徑、環(huán)形掃描路徑和基于裁剪法的Hilbert曲線(xiàn)掃描路徑的生成算法。在Visual Studio2010中實(shí)現(xiàn)了上述三種算法，為增材制造的掃描路徑的選擇與優(yōu)化提供了算法與程序?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)。為減小增材制造中的翹曲變形、提高制件的成