并聯(lián)機(jī)床精度分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定方法的研究.pdf

1、相對(duì)于傳統(tǒng)的串聯(lián)多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床，以Stewart機(jī)構(gòu)為原型建造的并聯(lián)機(jī)床在許多方面有特殊之處，如驅(qū)動(dòng)軸的控制方式、加工刀位文件的后處理、精度分析的方法以及標(biāo)定的方法等。本文研究的主要目的是為了提高并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度。
　　在建立并聯(lián)機(jī)床位姿誤差模型后，運(yùn)用誤差矢量圖的方法，構(gòu)造出誤差傳遞矩陣，利用誤差傳遞矩陣，對(duì)平臺(tái)半徑誤差、驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)誤差映射到機(jī)床末端誤差的大小分布進(jìn)行了分析。對(duì)并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)誤差向末端傳遞的大小進(jìn)行了研究，得出機(jī)床

2、末端誤差的界限。利用并聯(lián)機(jī)床綜合誤差放大指標(biāo)，分析研究了并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)誤差向機(jī)床末端映射的影響，以選擇合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)參數(shù)，盡量減小結(jié)構(gòu)誤差向末端誤差傳遞的大小。
　　研究了并聯(lián)機(jī)床非線性運(yùn)動(dòng)誤差的最大值與插補(bǔ)步長(zhǎng)之間的關(guān)系，采用曲率的分析方法，建立了非線性運(yùn)動(dòng)誤差的最大值與插補(bǔ)步長(zhǎng)之間的表達(dá)公式，以指導(dǎo)UG、Pro/E等加工軟件生成的刀具軌跡數(shù)據(jù)，經(jīng)后置處理轉(zhuǎn)化為并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)可讀的程序的過程中插補(bǔ)步長(zhǎng)的選取。通過分析按

3、位姿插補(bǔ)、雙軌跡插補(bǔ)、四元數(shù)法插補(bǔ)三種插補(bǔ)算法的利弊，針對(duì)并聯(lián)機(jī)床特點(diǎn)，提出采用雙軌跡和四元數(shù)法相結(jié)合的方法作為后置處理中的插補(bǔ)算法，保證了加工過程中動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。開發(fā)了并聯(lián)機(jī)床后置處理系統(tǒng)用于實(shí)際的葉片加工，解決了葉片加工編程困難的問題。
　　研究了基于約束的并聯(lián)機(jī)床標(biāo)定方法，解決了從誤差建模、誤差測(cè)量、參數(shù)的辨識(shí)、誤差的補(bǔ)償?shù)纫幌盗袉栴}。在系統(tǒng)建模中，提出使用單位虛速度方法建立與測(cè)量方式相關(guān)的誤差傳遞矩陣，這樣當(dāng)采用不同的測(cè)

4、量方式時(shí)就可以建立相應(yīng)的誤差傳遞矩陣。為了標(biāo)定并聯(lián)機(jī)床平動(dòng)誤差和姿態(tài)誤差，建立平動(dòng)精度標(biāo)定的距離誤差模型和姿態(tài)精度標(biāo)定的三平面約束誤差模型。對(duì)參數(shù)的辨識(shí)，為克服因優(yōu)化帶來的工作空間內(nèi)局部定位精度低的問題，提出采用二次優(yōu)化的方法。為實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)采點(diǎn)，提出了啞鈴形雙球桿標(biāo)定檢具，并對(duì)采點(diǎn)路徑和方法進(jìn)行了規(guī)劃，提高了標(biāo)定的效率。
　　研究了對(duì)并聯(lián)機(jī)床標(biāo)定有影響的機(jī)床驅(qū)動(dòng)桿回零方式及驅(qū)動(dòng)桿回零時(shí)長(zhǎng)度測(cè)量的問題，提出了一種驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)度的測(cè)量方