通用和修正D-H法在运动学建模中的应用分析

通用D-H法在机器人运动学标准建模中虽然已被广泛研究和应用,但其存在一个根本缺陷就是,对于两个相邻的平行关节,通用D-H法得到的齐次变换矩阵将是一个奇异矩阵,不能得到正确的模型,这样便无法对这部分关节运动进行正确的运动分析.而修正的D-H法是正对通用D-H所存在的缺陷进行了改进,保证了模型准确性.本文研究了通用的运动学建模方法 D-H法和该方法的应用缺陷,以及修正的D-H法对通用D-H法存在的缺陷进行的改进,并对修正的D-H法在自由度串联机器人正逆运动学中建立模型的正确性进行了验证.

双转台五轴机床的参数化运动学建模

为支持虚拟数控机床的后处理、加工仿真、参数检测及切削动力学分析,建立其参数化运动学模型。采用修正的Denavit-Hartenberg法,推导出双转台五轴数控机床全参数化正向运动学数学模型;运用逆向运动学算法求解旋转轴及移动轴的关节参数,实现刀具轨迹数据到机床运动坐标的转换,即后置处理;以风机翼型叶片的数控加工为例,验证了该集成模型的正确性和通用性。

典型零件车铣复合加工的运动学特征分析

为确定典型车铣零件不同特征的加工中刀具相对于工件的位姿变化及车铣复合机床各轴的运动学特征,提出一种车铣复合加工运动学特征分析的方法。在分析车铣复合机床各轴的结构配置的基础上确定其运动链,根据D-H修正标记法建立坐标系得到其运动学模型,然后根据运动学和逆运动学推导机床的成形函数矩阵。通过齐次坐标变换描述典型车铣零件不同特征加工中刀具相对于工件的位姿变化关系,并与得到的成形函数矩阵联立求得机床各轴的运动函数。通过该函数可以分析车铣复合加工过程中的运动学特征。最后以非共轴车铣零件为例进行车铣复合加工运动学特征分析,结果表明所提方法可以用来分析车铣复合加工中刀具相对于工件的位姿和机床各轴的运动。