| 【中文题名】 | 混联数控机床中并联机构的结构动态特性解析方法研究 |
| 【英文题名】 | Modeling and Analysis of Dynamic Characteristics of the Parallel Mechanism in Series Parallel NC Machine Tools |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-1 |
| 【中关键词】 | 动态特性,边界元法,并联机构,混联数控机床,, |
| 【英关键词】 | Dynamic behaviors,Boundary element method,parallel mechanism,series-parallel type NC machine tool, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 | 混联数控机床是近几年发展起来的一种具有良好应用前景的新一代加工装备，是机器人技术与机床技术相结合的产物，该类机床采用了串联机构和并联机构相结合的混联结构，不仅继承了并联机床高刚度、高精度和高进给速度等优点，还具备了串联机床大行程的特点。虽然混联数控机床的研究开发取得了许多成果，但仍有许多问题需要解决，其并联机构的结构动态特性的研究就是其中亟待解决的关键技术之一。由于并联机构含有大量的主、被动关节，所形成的多弹性体具有结构与机构耦合的特点，其结构动态特性具有时变、非线性等特点，使得混联机床的动态特性远比传统机床复杂，研究并建立并联机构结构动态特性模型及其解析方法，对混联机床的应用和发展具有重要的意义。
本论文主要研究了混联数控机床中3-RPS并联机构的结构动态特性解析方法，首先建立了并联机构的结构动力学模型，基于边界元法建立了梁单元和集中质量单元的动态特性方程式，对并联机构动态特性解析中所出现的单元之间刚性结合、关节结合、单结合部多分支结合等多种情况进行了解析，基于动刚度合成的思想推导了并联机构动态特性解析所需的相关公式，然后对并联机构各构件在作业空间中的位置和姿态进行了解析，编制了并联机构空间位... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-7 |
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1 绪论 |
7-12 |
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1.1 研究课题的提出及其意义 |
7-8 |
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1.2 国内外研究概况 |
8-10 |
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1.3 边界元法简介 |
10-11 |
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1.3.1 边界元法简介 |
10 |
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1.3.2 边界元法的特点 |
10-11 |
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1.4 本论文的主要研究内容 |
11-12 |
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2. 混联数控机床中并联机构动力学模型的建立 |
12-16 |
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2.1 6PM2混联数控机床简介 |
12 |
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2.2 3-RPS并联机构 |
12-13 |
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2.3-RPS并联机构动力学模型的确立 |
13-16 |
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2.3.1 并联分支动力学模型的建立 |
14 |
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2.3.2 动平台模型动态解析模型的建立 |
14-15 |
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2.3.3 3-RPS并联机构结构动力学模型的建立 |
15-16 |
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3 混联数控机床中并联机构动态特性边界元法解析 |
16-36 |
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3.1 空间梁的动态边界元解析 |
16-24 |
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3.1.1 梁纵向振动边界元方程式 |
16-18 |
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3.1.2 梁扭转振动边界元方程式 |
18-19 |
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3.1.3 梁弯曲振动边界元方程式 |
19-20 |
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3.1.4 空间梁单元的动态边界元方程式建立 |
20-21 |
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3.1.5 空间梁的边界条件分析及其动态特性求解 |
21-24 |
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3.2 集中质量单元的动态边界元方程式 |
24 |
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3.3 3-RPS并联机构的动态特性边界元解析 |
24-36 |
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3.3.1 单元动态边界元方程式的刚性合成 |
25-27 |
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3.3.2 单元动态边界元方程式的柔性合成 |
27-28 |
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3.3.3 单元的关节结合部合成 |
28-31 |
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3.3.4 单结合部多分支单元合成方法 |
31-34 |
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3.3.5 3-RPS并联机构边界元方程式的合成 |
34-36 |
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4 混联数控机床中并联机构的空间位姿解析 |
36-43 |
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4.1 3-RPS并联机构的自由度分析 |
36-37 |
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4.2 3-RPS并联机构动平台的位姿分析 |
37-40 |
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4.3 3-RPS并联机构工作空间分析及各杆件的空间位姿解析 |
40-43 |
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4.3.1 3-RPS并联机构工作空间分析 |
40-41 |
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4.3.2 3-RPS并联机构各杆件的空间位姿解析 |
41-43 |
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5 并联机构动态特性边界元解析程序设计及实验验证 |
43-49 |
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5.1 编程语言的选择 |
43 |
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5.2 并联机构固有频率特性解析程序 |
43-44 |
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5.3 并联机构空间位姿状态解析程序 |
44-45 |
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5.4 混联数控机床并联机构动态特性分析软件 |
45-46 |
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5.5 并联机构动态特性解析软件的实验验证 |
46-49 |
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6 并联机构空间位姿对其动态性能影响规律研究 |
49-54 |
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6.1 并联机构工作空间解析 |
49-51 |
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6.2 并联机构在工作空间中的位姿对其动态性能的影响分析 |
51-54 |
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7. 全文总结及工作展望 |
54-55 |
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致谢 |
55-56 |
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参考文献 |
56-59 |
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攻读硕士学位期间发表的论文 |
59 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383002 |
