本文關(guān)鍵詞：基于虛擬樣機技術(shù)的虛擬軸機床機構(gòu)分析研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于Stewart空間并聯(lián)機構(gòu)發(fā)展起來的虛擬軸機床以其潛在的高剛性、低慣性、適宜高速加工等特點，是目前國際機床行業(yè)正在大力發(fā)展的新型數(shù)控加工裝備。利用虛擬樣機技術(shù)對虛擬軸機床進行研究可以避免物理樣機的制造，在數(shù)字化的環(huán)境中模擬仿真產(chǎn)品的各項性能。本文針對目前國內(nèi)利用成熟虛擬樣機軟件對虛擬軸機床研究還比較少的情況，利用MSC公司的虛擬樣機軟件ADAMS，對三立柱分層式6—UPS型虛擬軸機床進行了機構(gòu)運動學、動力學和工作空間方面的研究。 論文總結(jié)了目前虛擬軸機床的研究現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展的方向。詳細敘述了ADAMS軟件的多體動力學分析原理，對希望從底層開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)虛擬樣機仿真軟件的人員有一定的參考價值。 運用封閉環(huán)方法建立了三立柱分層式6—UPS型虛擬軸機床的運動學分析數(shù)學模型；運用牛頓——歐拉方法建立了動力學分析數(shù)學模型，特點是沒有把驅(qū)動桿當成二力桿；沒有忽略連桿和鉸鏈的質(zhì)量；球鉸用等效轉(zhuǎn)動副取代。 提出四個控制機床構(gòu)型變化的尺度參數(shù)，建立了參數(shù)化的虛擬樣機模型。并通過參數(shù)化虛擬樣機進行了特定動平臺軌跡下的運動學、動力學單參數(shù)分析研究，得到的一些曲線有助于優(yōu)化機床尺度綜合。 提出一個基于虛擬樣機技術(shù)求解虛擬軸機床位置工作空間的方法，并在MATLAB中具體繪制了一個三立柱分層式6—UPS虛擬軸機床的刀尖點位置工作空間。 本文把ADAMS虛擬樣機軟件引入到虛擬軸機床的研究中，為虛擬軸機床的設(shè)計開發(fā)提供了一個新的平臺。同時采用的虛擬樣機方法和思想以及得到的一些仿真結(jié)果也對設(shè)計同類虛擬軸機床具有借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：虛擬軸機床 虛擬樣機 數(shù)學模型 參數(shù)化 工作空間
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TG502
【目錄】：

• 第1章 緒論7-23
• 1.1 概述7-8
• 1.2 虛擬軸機床的研究現(xiàn)狀8-20
• 1.2.1 虛擬軸機床的相關(guān)概念及特點8-10
• 1.2.1.1 相關(guān)概念8-9
• 1.2.1.2 虛擬軸機床的特點9-10
• 1.2.2 虛擬軸機床機構(gòu)研究歷史、現(xiàn)狀及展望10-20
• 1.2.2.1 并聯(lián)機構(gòu)的研究歷史10-12
• 1.2.2.2 國外虛擬軸機床的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2.3 國內(nèi)虛擬軸機床的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2.4 虛擬軸機床的技術(shù)進展及研究方向16-20
• 1.3 虛擬樣機技術(shù)簡介20-21
• 1.4 論文選題的意義和研究的內(nèi)容21-22
• 1.4.1 選題的意義21-22
• 1.4.2 論文研究的內(nèi)容22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第2章 ADAMS基礎(chǔ)理論背景及軟件介紹23-36
• 2.1 ADAMS基礎(chǔ)理論背景23-34
• 2.1.1 ADAMS中的廣義坐標23-24
• 2.1.2 ADAMS中的聯(lián)接約束24-25
• 2.1.3 ADAMS中的運動約束25
• 2.1.4 初始條件分析25-29
• 2.1.4.1 位置初始條件分析26-27
• 2.1.4.2 速度初始條件分析27-28
• 2.1.4.3 力與加速度初始條件分析28-29
• 2.1.5 運動學分析29-30
• 2.1.5.1 位置運動學分析29-30
• 2.1.5.2 速度運動學分析30
• 2.1.5.3 加速度運動學分析30
• 2.1.6 動力學分析30-34
• 2.1.6.1 動力學運動微分方程組的建立30-32
• 2.1.6.2 Jacobian矩陣的計算32-34
• 2.2 ADAMS軟件介紹34-35
• 2.2.1 ADAMS軟件的特點與模塊34-35
• 2.2.2 ADAMS／View界面簡介35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第3章 虛擬樣機模型建立及自由度計算36-47
• 3.1 虛擬樣機模型的建立36-45
• 3.1.1 模型的建立及簡化37-40
• 3.1.2 模型質(zhì)量特性參數(shù)40-42
• 3.1.3 模型的參數(shù)化42-45
• 3.1.3.1 設(shè)計變量參數(shù)化43-44
• 3.1.3.2 表達式參數(shù)化44-45
• 3.2 分層式6-UPS型虛擬軸機床自由度計算45-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 第4章 虛擬軸機床虛擬樣機運動學分析47-60
• 4.1 支鏈坐標系定義47-48
• 4.2 運動學分析數(shù)學模型48-51
• 4.2.1 動平臺位姿表示48-49
• 4.2.2 支鏈運動學反解49-50
• 4.2.3 速度及加速度分析50-51
• 4.3 虛擬樣機運動學分析51-56
• 4.3.1 順向運動學分析51-53
• 4.3.2 逆向運動學分析53-56
• 4.4 運動學參數(shù)化分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 第5章 虛擬軸機床虛擬樣機動力學分析60-68
• 5.1 動力學分析數(shù)學模型60-63
• 5.2 虛擬樣機動力學分析63-64
• 5.3 動力學參數(shù)化分析64-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第6章 工作空間分析68-76
• 6.1 工作空間定義68-69
• 6.2 sensor的定義69-72
• 6.3 工作空間數(shù)據(jù)分析72-75
• 6.4 本章小結(jié)75-76
• 第7章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 總結(jié)76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻78-81
• 致謝81

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