【摘要】：隨著對并聯(lián)機構的不斷探索,冗余驅動已被證實可以規(guī)避機構的奇異位形、增加工作空間的剛度和平穩(wěn)性。為了進一步擴大和規(guī)整C形龍門并聯(lián)機床的工作空間,提高機床對工件的加工適應性,本文在原機床的基礎上增加了一個冗余驅動,由此開展了對含兩個冗余驅動并聯(lián)機床的研究,主要內(nèi)容如下:首先對運動學和工作空間進行了分析。結合機床和直線模組的尺寸參數(shù),推導了位置反解、位置正解方程及速度雅克比矩陣,給出了正解定解的方法。利用極限邊界搜索法得到了冗余滑塊位于不同位置時的工作空間,并分析了不同截面上的工作空間邊界。其次研究確定了關節(jié)空間軌跡規(guī)劃的方法。提出了傳動角約束準則和靈巧度準則,根據(jù)機床的實際情況,對兩個冗余驅動采取了不同的規(guī)劃方法。MATLAB運動仿真結果驗證了規(guī)劃方法的可行性。然后分析了支鏈傳動系統(tǒng)。將支鏈系統(tǒng)的負載轉矩和轉動慣量折算至伺服電機軸側,建立了系統(tǒng)的運動方程。采用傳遞函數(shù)建立了支鏈控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,并對系統(tǒng)的性能進行了分析。最后完成了電器及數(shù)控系統(tǒng)的配置。確定了平行支鏈和冗余滑塊支鏈驅動電機的型號。根據(jù)本文的開放式數(shù)控系統(tǒng),分析了數(shù)控主機、軸模塊、I/O模塊和電子手輪的型號數(shù)量、模塊之間的連接方式,對機床整機進行了調(diào)試。分析了其他電器的配置方式。
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１．１．２冗余驅動在并聯(lián)機床中的應用逡逑目前，冗余驅動開始應用在并聯(lián)機床上，并且已經(jīng)制造出了冗余驅動并聯(lián)機床的樣逡逑機。圖１．１為韓國漢城大學制造的ＥｄｉｐＳｅ［１（）］并聯(lián)機床樣機，其末端執(zhí)行器的自由度為６，逡逑對應著８個輸入關節(jié)，工作臺可以實現(xiàn)９０度的旋轉。由于Ｅｃｌｉｐｓｅ樣機制造比較困難，逡逑于是ＥｃｌｉｐｓｅＩＩ［１Ｉ］型樣機（圖１．２）被開發(fā)出來。它有３個ＰＰＲＳ支鏈，每個支鏈都可以在逡逑固定的圓形導軌上發(fā)生移動。通過在被動關節(jié)上增加驅動器，工作空間的奇異位形得到逡逑有效消除，機床剛度也得到提升，末端執(zhí)行器能夠實現(xiàn)３６０度的轉動。但是這種環(huán)形導逡逑軌的采用使得機床制造成本和裝配難度都相應增加。逡逑近年來，漢城大學Ｉｎ等［１２］設計了一種可以實現(xiàn)高速定位的平面冗余驅動并聯(lián)裝置逡逑（圖１．３），其自由度為３，輸入為４個移動副，動平臺可以繞自身Ｚ軸作１８０度的旋逡逑轉，，冗余驅動的增加避開了奇異位形。圖１．４為法國微智能機械和機器人實驗室制造的逡逑ＡＲＣＨＩ機床［１３］

含兩個冗佘驅動的Ｃ形龍門并聯(lián)機床的數(shù)控研宄逡逑~弿I逡逑置乫卩：

本文編號：2691460