新型四自由度并聯(lián)工作臺(tái)的研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)床是并聯(lián)機(jī)構(gòu)與現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，通常情況下，它通過(guò)若干根桿將上下平臺(tái)連接而形成。這些桿可以是定長(zhǎng)的也可以是可伸縮的，但他們都是通過(guò)其兩端的球鉸或者虎克鉸與上下平臺(tái)相連接。這樣上平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)三至六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。四自由度并聯(lián)工作臺(tái)是并聯(lián)機(jī)床的一種，它與傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度大、質(zhì)量輕、響應(yīng)快，特別是很容易實(shí)現(xiàn)四桿聯(lián)動(dòng)等一些優(yōu)點(diǎn)，而且它便于加工一些復(fù)雜的三維曲面，且其加工精度和加工粗糙度都直接由控制程序來(lái)保證，因

2、此它的硬件成本很低，同時(shí)具有較高附加值。
　　 為了避免六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)存在的制造成本高、工作空間與外形尺寸比不合理等缺點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式及它們的優(yōu)缺點(diǎn)本文提出了一種新型工作臺(tái)。并對(duì)這種新型四自由并聯(lián)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式、工作空間、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和剛度等問(wèn)題進(jìn)行分析。
　　 首先，對(duì)工作臺(tái)的工作空間及運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行研究。對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)建模，并在模型上建立坐標(biāo)系，然后利用旋轉(zhuǎn)矩陣找出工作臺(tái)的動(dòng)平臺(tái)和機(jī)架之間的關(guān)系。

3、從而推導(dǎo)出動(dòng)平臺(tái)四個(gè)鉸鏈相對(duì)于機(jī)架的坐標(biāo)，根據(jù)這些坐標(biāo)和桿長(zhǎng)的關(guān)系寫(xiě)出工作臺(tái)工作空間的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，最終可以得到并聯(lián)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)空間距解。
　　 其次，對(duì)工作臺(tái)的剛度進(jìn)行分析。少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)承載能力、動(dòng)力學(xué)、奇異位形等方面的研究和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度都有很大的聯(lián)系，對(duì)于機(jī)構(gòu)的剛度研究都具有重要意義。本文將通過(guò)建立剛度矩陣的矩陣方程來(lái)分析工作臺(tái)的剛度以及工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其剛度的影響。
　　 最后，對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行實(shí)體仿真。并聯(lián)工作

4、臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是一種空間運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算復(fù)雜且工作空間很難想象。因此，有必要建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ筒⑦M(jìn)行仿真，使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可視化。通過(guò)仿真我們可以在工作臺(tái)實(shí)際制造出來(lái)之前在計(jì)算機(jī)上看到仿真模擬出的機(jī)構(gòu)的模型特征和運(yùn)動(dòng)特征，看到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否有干涉。這樣在設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤可以被檢查出來(lái)，從而降低開(kāi)發(fā)研制費(fèi)用。本課題中將采用PRO/E建立機(jī)床的部件模型并在ADAMS中對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配和定義約束條件，并通過(guò)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)得到的數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而