并聯(lián)機床誤差分析與補償.pdf

1、在1994年美國芝加哥國際機床博覽會(IMTS’94)上，美國Giddings & Lewis公司展出了第一臺Variax并聯(lián)機床，成功地將原來用于機器人行業(yè)的并聯(lián)機構(gòu)用于機床設(shè)計，制造出真正意義上的并聯(lián)機床。并聯(lián)機床與傳統(tǒng)機床相比優(yōu)點在于：整體系統(tǒng)剛度較大；運動部件質(zhì)量小，適于高速加工；組成部件少，結(jié)構(gòu)簡單；并聯(lián)機床主軸的空間位姿靈活，適合表面形狀復雜的零件加工。但是并聯(lián)機床的開發(fā)與應(yīng)用仍未達到現(xiàn)有高精度傳統(tǒng)機床的水平，主要因為：其工

2、作空間較小，并存在奇異位形，加工精度達不到高精度傳統(tǒng)機床水平，精度設(shè)計和動力學分析方面研究較少，關(guān)鍵零件批量生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定。影響并聯(lián)機床應(yīng)用的主要問題是機床加工精度不高。本文對提高并聯(lián)機床運動精度的靜態(tài)誤差補償方法進行了研究。 研究靜態(tài)誤差補償要先建立機床數(shù)學模型及建立誤差建模。本文以豐田工機的HexaM并聯(lián)機床為原型，首先對并聯(lián)機床進行了運動學分析。通過對并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)和自身制造誤差源的分析，得出了逆解析公式。并聯(lián)機床的正解析是

3、并聯(lián)機床運動學解析的難點，本文使用最優(yōu)化搜索的數(shù)學方法求解了HexaM并聯(lián)機床的正解問題，完成了對HexaM并聯(lián)機床的運動學分析。并根據(jù)并聯(lián)機床的逆解析公式建立了并聯(lián)機床的誤差模型。 并聯(lián)機床靜態(tài)誤差補償?shù)年P(guān)鍵在于并聯(lián)機床誤差的辨識，本文研究了常用的并聯(lián)機床運動誤差測定和辨識的方法，提出了一種使用球桿儀測量并聯(lián)機床運動誤差數(shù)據(jù)來求解并聯(lián)機床誤差的方法：首先球桿儀測量并聯(lián)機床工作空間內(nèi)大量位置的運動誤差，然后使用最優(yōu)化方法，通過構(gòu)