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、實時控制困難等缺點。新型的并聯(lián)機構(gòu)具有剛度好、運動精度高、易在線控制等優(yōu)點。因而，將增材制造技術(shù)和并聯(lián)機構(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。
　　針對并聯(lián)增材制造設(shè)備的開發(fā)，本文對以下方面關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究(1)對并聯(lián)增材制造設(shè)備進行了運動學(xué)分析;(2)對并聯(lián)增材制造進行了動力學(xué)分析;(3)對并聯(lián)增材制造設(shè)備進行了剛?cè)狁詈戏抡娣治?(4)對往復(fù)直線掃描路

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

3、次，對并聯(lián)增材制造進行了動力學(xué)分析。采用拉格朗日方法建立并聯(lián)增材制造設(shè)備的動力學(xué)數(shù)學(xué)方程;使用Matlab對動力學(xué)數(shù)學(xué)模型進行了求解，使用ADAMS對并聯(lián)增材制造設(shè)備進行了動力學(xué)仿真，驗證了動力學(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)計奠定了理論基礎(chǔ)。
　　再次，對并聯(lián)增材制造設(shè)備進行了剛?cè)狁詈戏抡娣治觥Ｊ褂肁NSYS和ADAMS建立并聯(lián)增材制造設(shè)備的剛?cè)狁詈夏Ｐ?，對并?lián)增材制造設(shè)備的多剛體模型、剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M行

4、動力學(xué)仿真;將剛?cè)狁詈戏抡嬷羞B桿的載荷文件輸出，在ANSYS中對連桿進行瞬態(tài)動力學(xué)分析。保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與運動的穩(wěn)定性，進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曲線掃描路徑的生成算法。在Visual Studio2010中實現(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