混联机床

摘要： 提出了一种操作空间粗插补与关节空间精插补相结合的插补算法,用于五轴联动混联机床刀尖点运动轨迹的修正.该算法首先在操作空间进行粗插补后得到双摆头的摆动角度和动平台的位置,然后反解到关节空间进行进一步精插补得到各杆长变化曲线,从而控制刀尖点的运动轨迹.通过对五轴联动混联机床进行运动学分析,得出机床的正反解方程.对提出的插补算法在MATLAB中进行仿真验证,仿真结果表明了插补算法的有效性.

摘要： 针对一种大摆角混联机床的并联机构,首先对其机构构型进行了描述:然后以输入端和输出端的运动映射为基础,引入凯恩方法根据运动学分析原理来分析动力学问题,分别对输入和输出端运动构件进行动力学建模.假定机床各部件为刚性构件,不存在弹性力和摩擦力,通过综合从而建立并联机构系统的动力学方程,得到并联机构输出运动与所受驱动力的关系.最后,通过算例进行了仿真验证,得到了在给定输出运动时,动平台、滑块及各个驱动支链的驱动力曲线,对进一步分析大摆角混联机床的动态性能、机构优化设计和控制模型的建立等工程应用奠定了基础.

摘要： 在原有的三平动非对称并联机床(3—2SPS)的基础上添加一个双回转工作台实现五轴联动.为减小加工过程产生的非线性误差提高加工精度和运动的平稳性,所以提出了一种粗插补和精插补相结合的插补算法,坐标空间采用粗插补关节空间采用精插补,该算法弥补了传统混联机床插补算法所存在的缺点.通过Matlab仿真刀具和伸缩杆的运动轨迹,结果表明所提出的的插补算法能有效的减小加工误差.

摘要： 混联机床是串、并联机构以及机器人技术的结合,兼顾了各自优点,已越来越多地应用于复杂工件的加工中。提出一种可完成五轴联动的混联机床,同时分析该机床加工过程的实现及原理;基于并联模块中杆长约束条件,构建加工过程中的运动学模型;并利用速度投影,求解出并联模块雅可比矩阵;结合拉格朗日方程以及雅可比矩阵,建立机床动力学模型。最后结合Matlab对理论分析结果进行数值计算,并在已知机床切削量的情况下,求解机床驱动端位移、速度以及驱动力输入情况;结合运动学结果,对机床工作空间进行了分析。结果表明,该混联机床具有良好的运动学、动力学以及大范围工作空间等性能,并能满足复杂零部件的加工,也为混联机床的开发和研究提供理论依据。

摘要： 通过对新型五自由度混联机床机构((3-RPR+R)&UPS)+P的分析,在求得该机床机构的速度雅克比矩阵的基础上,得出各分支质心速度与动平台质心广义速度的映射矩阵,并应用虚功原理建立了该新型五自由度混联机床机构的动力学模型;最后结合算例,运用Matlab和ADAMS仿真软件对机床机构的理论动力学分析进行验证,所得结果验证了理论分析的正确性及可行性。

摘要： 提出一种由空间三自由度并联机构和二自由度运动平台组成的混联机床构型,运用螺旋理论分析机构的运动原理,算出了自由度,对机构驱动输入的合理性进行验证.采用闭环矢量法和速度映射关系,对该机床的运动学特性分析,给出了该机构的位置逆解,确定驱动杆和动平台之间的位姿关系.在此基础上,分析了速度性能及姿态空间,得到机构速度Jacobian矩阵.通过运动学仿真,验证了机床运动学分析的正确性,研究表明,具有该结构的机床具有较大的工作空间,实现对大型工件的精密加工.%A novel Hybrid Kinematics Machine(HKM) which was composed of a 3-DOF parallel kinematics mechanism and a 2-DOF XY table. The motion principle of this machine can be analyzed by the screw theory. Meanwhile the DOF of this mechanism was calculated too. Then, verifying the driving input of HKM. The kinematics of this HKM was analyzed by using the closed-vector method and velocity mapping. The inverse solution of position analysis was presented. The position and orientation relationship between the actuating arm and the moving platform which is established. Then, the performance of the velocity and the orientation space was analyzed. The velocity Jacobian matrix of mechanism was derived. The validity of the kinematics analysis of HKM was verified by the kinematics simulation. Research shows that with the structure of the machine has a large working space, achieve precision machining of large work-piece.

摘要： 以一种新型龙门式混联机床主体机构为研究对象,对该混联机床主体机构的动态特性进行研究.首先运用SolidWorks对其主体机构建立三维实体模型,然后导入到有限元分析软件ANSYS Workbench进行模态分析,得到主体机构的一到六阶固有频率和振型,找出机构运动过程中易发生共振的位置,并且得出混联机床主体机构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,验证了机床主体机构设计的合理性.在模态分析的基础上,对该混联机床进行谐响应分析,得出动平台在X,Y,Z轴方向的位移响应曲线,从而验证该混联机床的抗振性能,得出机构应避免的敏感频率,这为该混联机床的进一步动态设计与优化奠定了基础.%Taking the main body of a new type of Longmen hybrid machine tool as the research object,its dynamic characteristics were studied. Firstly the 3D model of the main mechanism was established by Solid-Works software. Then the 3D model was imported into the finite element analysis software ANSYS Work-bench to finish modal analysis, one to six order natural frequency and vibration mode of the main body was got, and the resonance in the process of movement was found easily, and it is concluded that the inherent frequency of the main body of the hybrid machine tool was larger than the working frequency of the machine tool, which verified the rationality of the design of the main body of the machine tool. On the basis of mo-dal analysis, the displacement response curve of platform along X, Y, Z direction was dispatched by harmon-ic response analysis, and the anti vibration performance of the machine was proved, and the sensitive frequen-cy was got that the mechanism should avoid. It laid the foundation for further dynamic design and optimization of the hybrid machine tool.

摘要： 提出了一种以新型三自由度并联机构3-PRP作为定位模块,串联上三自由并联机构3-RPS来共同实现六自由度运动的新型混联机床的机构设计方案.首先,运用螺旋理论中运动和约束的关系分析了该机床实现3T3R运动原理,计算出该机构的自由度,进行了输入选取;然后,利用解析矢量法及几何关系建立机构位置逆解方程;最后,应用MATLAB对逆解方程进行求解并利用ADAMS对求解结果进行仿真验证,验证了逆解模型的正确性及机构的可行性.

摘要： 混联机床和开放式运动控制系统是发展方向,提出以开放式运动控制作为混联机床开发的突破点.目前国内与之相关的技术及混联机床开发的关键技术.

摘要： 本文针对3一TPS混联机床的特点，提出了该机床数控系统的插补算法。首先采用在操作空间粗插补，关节空间精插补的方案;其中在关节空间的精插补时采用5次多项式插值，该方法有效提高机床的插补精度。然后分析了粗插补和精插补过程中误差产生的原因。

摘要： 为控制PRS-XY型混联机床，建立了该机构的逆运动学模型，给出PRS-XY型混联机床的运动控制算法，导出了虚轴和实轴位置变换的运动学公式。阐述了PRS-XY型混联机床的运动控制过程，提出了在基于Turbo PMAC平台的数控系统中将粗插补和运动学算法下载到Turbo PMAC卡中运行的方法，提高了机构运动的实时控制能力，减小了数控系统的开发周期。该方法也可用于其它类型并联机构或机床的控制。

摘要： 本文首先提出了运动底座的串联机器人的递推牛顿-欧拉动力学算法问题,接着就此问题给出了不考虑连杆重力和考虑连杆重力两种情况下的递推牛顿-欧拉动力学算法,然后用数学方法证明了后一种情况下的递推牛顿-欧拉动力学算法是由前一种情况下的递推牛顿-欧拉动力学算法通过改动初始值得到的,这种通过改动初始值而得到的算法具有较好的计算效率,最后将此算法应用到由清华大学设计的一种新型混联机床的动力学分析上.

摘要： 本发明公开了一种五轴混联机床主轴头标定方法及装置，包括：建立五轴混联机床主轴头带误差项的运动学模型；建立刀具中心点的运动学正解方程，通过差分替代微分法求得刀具中心点的位置误差在对应输入下的误差辨识矩阵；通过RTCP功能驱动五轴混联机床，使刀具中心点理论位置不变时，主轴头运动到不同的姿态，测量各姿态下对应的刀具中心点位置误差以及对应的主轴头输入向量；根据测得的主轴头输入向量求得误差辨识矩阵，结合刀具中心点位置误差，辨识出五轴混联机床并联主轴头的几何误差参数；5)将辨识得到的几何误差参数代入到带误差项的运动学模型，完成标定。本发明解决了标定过程中测量成本高，耗时大的问题，降低了测量成本，提高了标定效率。

摘要： 本发明涉及一种混联机床主轴头标定方法及混联机床主轴头，混联机床主轴头标定方法包括如下步骤：S1、得到带误差项的运动学模型；S2、通过解析的方法获得刀具中心点的位置误差传递矩阵T；S3、将多个长度不同的刀具分别安装于主轴头，测量各个姿态下对应的刀具中心点的实际位置，根据刀具中心点的实际位置与刀具中心点的理论位置求得刀具中心点的位置误差dP*；S4、将S3中得到的输入向量、刀具的长度代入位置误差传递矩阵T，求得误差辨识矩阵T*，通过误差辨识矩阵T*以及S3中测得的各个姿态下对应的刀具中心点的位置误差dP*，计算出主轴头的几何误差参数；S5、将S4中计算得到的几何误差参数代入到带误差项的运动学模型中，实现误差补偿。

摘要： 本发明公开了一种基于冗余自由度并联机构的五轴联动混联机床，特别涉及一种兼具串并联装置优点的混联机床，属于机械制造技术领域。本发明包括并联机构、串联机构、驱动装置，所述并联机构包括一个动平台、三个固定架、三个连接所述固定架和所述动平台的支链；所述驱动装置包括一紧固连接在所述固定架上的伺服电机，所述并联机构具有空间两转动和一平动自由度。本发明可广泛应用于五轴联动混联数控机床中，在本发明机床上所开发的五轴联动混联数控机床具有能够对复杂自由曲面类零件的高效、高精度加工能力。

摘要： 本发明公开了一种五轴混联机床主轴头标定方法及装置，包括：建立五轴混联机床主轴头带误差项的运动学模型；建立刀具中心点的运动学正解方程，通过差分替代微分法求得刀具中心点的位置误差在对应输入下的误差辨识矩阵；通过RTCP功能驱动五轴混联机床，使刀具中心点理论位置不变时，主轴头运动到不同的姿态，测量各姿态下对应的刀具中心点位置误差以及对应的主轴头输入向量；根据测得的主轴头输入向量求得误差辨识矩阵，结合刀具中心点位置误差，辨识出五轴混联机床并联主轴头的几何误差参数；5)将辨识得到的几何误差参数代入到带误差项的运动学模型，完成标定。本发明解决了标定过程中测量成本高，耗时大的问题，降低了测量成本，提高了标定效率。

摘要： 本发明公开了一种大行程五自由度混联机床，包括固定工作台、X轴移动总成、Y轴移动总成、Z轴移动总成和刀具旋转总成，所述X轴移动总成包括支架、X轴驱动电机、第一滚珠丝杠组件、第一光杆和第二光杆，所述Y轴移动总成包括底板、Y轴驱动电机、第二滚珠丝杠组件、第三光杆、第一直线轴承、滑块座和两块侧板，所述Z轴移动总成包括立板、上横板、下横板、第四光杆、第二直线轴承、Z轴驱动电机、第三滚珠丝杠组件、第一垫板和第一连接板；本发明采用三自由度平移串联机构再串联一个球面正交的二自由度旋转并联机构，结合了串联机床与并联机床的优点，精度高，承载能力强，行程大，适合加工长轴类工件以及大面积工件。

摘要： 本发明公开了一种五自由度混联机床，包括基座、支架、工作台、刀具旋转总成、三个移动滑块总成、三根运动支链和两根约束支链，支架安装在基座上，其中两个移动滑块总成分别沿着X轴、Y轴的方向安装在基座上，第三个移动滑块总成沿着Z轴的方向安装在支架上；三个移动滑块总成分别通过三根运动支链连接工作台，两根约束支链的约束端安装在工作台上，两根约束支链的固定端安装在支架上；刀具旋转总成安装在工作台的底部。本发明采用正交的三自由度移动并联机构串联球面正交的二自由度旋转并联机构，使机床结合了串联机床与并联机床的优点，工作空间大，承载能力强，初始装配位姿解耦，刀具旋转范围大，运动惯量小，适合复杂曲面零件的加工。

摘要： 本实用新型公开了一种含解耦并联机构模块的五自由度混联机床，包括基座、支架、工作台、刀具旋转总成、三个移动滑块总成、三根运动支链和两根约束支链，支架安装在基座上，两个移动滑块总成分别沿着X轴、Y轴的方向安装在基座上，第三个移动滑块总成沿着Z轴的方向安装在支架上；三个移动滑块总成分别通过三根运动支链连接工作台，两根约束支链的约束端安装在工作台上，两根约束支链的固定端安装在支架上；刀具旋转总成安装在工作台的底部。本实用新型采用正交的三自由度移动并联机构串联球面正交的二自由度旋转并联机构，使机床结合了串联机床与并联机床的优点，工作空间大，承载能力强，初始装配位姿解耦，刀具旋转范围大，运动惯量小，适合复杂曲面零件的加工。

摘要： 本实用新型公开刚度较高的五轴联动的混联机床结构，工作架的三根立柱均与三角形的定位顶部和床身垂直，顶、底端分别在定位顶部的一个角处与定位顶部和床身连接；三条支链顺序布置于工作架内且均可沿自身的长度方向伸缩改变长短，支链Ⅰ和支链Ⅲ的顶、底端分别与转动副Ⅰ和转动副Ⅲ，转动件Ⅰ和转动件Ⅲ的一端连接，前述两转动副的另一端分别与对应的两根立柱的顶部可转动地连接，前述两转动件的另一端分别与三角形的动平台所对应的两个角至少两自由度可转动地连接；支链Ⅱ的顶、底端分别与转动件Ⅳ和转动件Ⅱ的一端至少两自由度可转动地连接，前述两转动件的另一端分别与对应的立柱的顶部和在与动平台所对应的一个角处至少两自由度可转动地连接。

摘要： 本实用新型属于机械制造技术领域，具体为一种用于航空结构件加工的五轴混联机床，包括机床，所述机床的侧壁固定连接有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板的侧壁固定连接有电机，所述丝杆与第二固定板的内壁转动连接，所述除尘机构包括套设在丝杆上并与其螺纹连接的螺纹套，所述螺纹套的下端固定连接有硬质管，所述硬质管的下端设有多个吸尘孔，所述螺纹套与第二固定板之间固定连接有第一伸缩杆。本实用新型通过伸缩气囊伸长将机床上的灰尘吸入到伸缩气囊中，能够自动、全面的对机床进行清灰，通过伸缩气囊收缩将灰尘排入到收集箱中，而气体能够从滤网中排出，避免灰尘扬起，提供给周边干净的环境。

摘要： 本实用新型公开了一种用于加工大面积工件五自由度混联机床，包括固定工作台、X轴移动总成、Y轴移动总成、Z轴移动总成和刀具旋转总成，所述X轴移动总成包括支架、X轴驱动电机、第一滚珠丝杠组件、第一光杆和第二光杆，所述Y轴移动总成包括底板、Y轴驱动电机、第二滚珠丝杠组件、第三光杆、第一直线轴承、滑块座和两块侧板，所述Z轴移动总成包括立板、上横板、下横板、第四光杆、第二直线轴承、Z轴驱动电机、第三滚珠丝杠组件、第一垫板和第一连接板；本实用新型采用三自由度平移串联机构再串联一个球面正交的二自由度旋转并联机构，结合了串联机床与并联机床的优点，精度高，承载能力强，行程大，适合加工长轴类工件以及大面积工件。