三自由度并聯(lián)機(jī)床剛度分析及數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)床由于其具有理論剛度高、承載能力強(qiáng)、重量輕、響應(yīng)速度高、結(jié)構(gòu)對稱、易于補(bǔ)償、模塊化程度高、可重組性強(qiáng)和技術(shù)附加值高等優(yōu)點(diǎn)，受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。并聯(lián)機(jī)床的出現(xiàn)擴(kuò)大了機(jī)床的應(yīng)用范圍，為新型機(jī)床設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文研究一種三自由度并聯(lián)機(jī)床，該機(jī)床采用3-HSS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本文針對3-HSS 并聯(lián)機(jī)床的剛度以及數(shù)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要工作內(nèi)容如下： 在運(yùn)動學(xué)分析方面，應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型原理對并聯(lián)機(jī)床機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度

2、分析，并針對該機(jī)床的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，建立了并聯(lián)機(jī)床的位置反解模型，為實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工控制提供了理論依據(jù)。 基于有限元分析軟件ANSYS，對并聯(lián)機(jī)床整機(jī)進(jìn)行了靜剛度有限元分析。分析了整機(jī)的受力和變形情況，得到機(jī)床在空間各個(gè)方向的剛度值，找到了機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)分析結(jié)果，提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。 考慮并聯(lián)機(jī)床的動剛度問題，運(yùn)用有限元模態(tài)分析理論和ANSYS軟件中的模態(tài)分析功能，對機(jī)床整機(jī)進(jìn)行了仿真模態(tài)分析，提取了整機(jī)十階固有頻率和振型。

3、分析了整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，指出了機(jī)床工作應(yīng)該避開的共振頻率，為機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制提供了理論依據(jù)。 基于開放式體系結(jié)構(gòu)建造本并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。本文采用高性能運(yùn)動控制器PMAC作為控制主體，基于“IPC+PMAC”方式開發(fā)了數(shù)控系統(tǒng)的總體硬件平臺?；赩isual C++開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的軟件平臺軟件部分，主要開發(fā)了人機(jī)交互模塊、通訊管理模塊、手輪功能模塊以及仿真模塊。最后，對本論文自行研發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)軟硬件平臺及機(jī)床進(jìn)行了正確