STRUCTURAL PARAMETERS CALIBRATION BY POSTURE MEASUREMENT ON PARALLEL 6-DOF PLATFORM

Some approaches to measure parallel 6-degree of freedom platform's posturestatically and to calibrate the platform's actual structural parameters by measuring a series of theplatform's varying postures are studied. In the case where high posture accuracy is requiredrelatively, to obtain the platform's actual structural parameters is very important. Threedimensions measurement with 2 theodolites are used to obtain the platform's postures statically andNewton iterative method is adopted to calibrate structural parameters. Some measures taken in themeasurement and the calibration are discussed in detail. And the experiment results of theplatform's posture control before and after the calibration are given. The results show that theplatform's posture control accuracy after the calibration is improved notably.

Stewart平台机构标定的鸡尾酒法

针对Stewart平台机构的标定提出了一种方便、实用的方法--鸡尾酒法,该方法采用正解方式自动构造结构误差雅可比矩阵,并采用了与测量方式相一致的广义坐标。通过该方法可以利用各种普通的测量工具或者各种测量工具的组合使用对Stewart机构进行标定,避免了利用专门工具进行空间多维坐标测量的复杂性。同时还对标定过程中所涉及的误差雅可比矩阵的建立及求解方法、结构误差耦合情况、不同误差项的加权以及新增测量项的处理等问题进行了详细介绍。

Stewart平台式并联机床的干涉计算

并联机床是一种特殊的机床 ,类机器人的并联结构使得机床的干涉问题相对突出。为此对并联机床的干涉问题进行了分类 ,针对两类干涉问题 ,分别讨论了进行干涉计算及检验的方法 ,并给出了并联机床中连杆与连杆、连杆与主轴电机不发生干涉的条件 。

Stewart并联机床瞬时刚度分析与应用

对并联加工机床的6-6 Stewart并联机构动态加工过程进行了分析,利用螺旋矢量方法建立了机床6-6并联机构刚度数学模型,计算了动态瞬时刚度和刀具的偏移误差,并开发了应用软件,对6-6并联机床结构在多种不同参数变化条件进行了数值模拟。研究结果可为机床精确控制和实时标定提供算法,对优化机构设计、工作空间设计及载荷设计和布置提供理论依据。

Stewart型并联机床伸缩杆伸长量误差在线测量

标定作为提高Stewart型并联机床静态精度的有效方法 ,包括建模、测量、参数识别和补偿等环节。其中伸缩杆伸长量误差的测量准确性直接影响标定效果。本文提出间接方法准确测量其值。首先选择激光跟踪系统精确测量并联机床不同位姿对应的伸缩杆绝对伸长量 ,再辅以符号运算 ,最终达到测量机床伸缩杆伸长量误差的目的。

基于Stewart平台的并联机床刚度分析

刚度在机床设计中至关重要。讨论BKX-I型并联机床的刚度问题,通过采用结构矩阵分析方法和有限元分析方法,分别建立BKX-I型并联机床的刚度模型,并进行分析和比较。在此基础上,分析BKX-I型并联机床的刚度在工作空间中的分布规律。

Stewart平台式并联机床的一种运动及受力分析方法

并联机床被誉为21世纪的新型加工中心,但它所能发挥的性能仍受到现有机构计算理论、测量及标定方法的限制.目前已有的正向求解方法,由于非线性的影响,有求解过程复杂和多解的问题,难以用于并联机床的运动控制,为此,建立了6-3 S tew art平台式并联机床结构的运动学和力学模型,其中采用对称分布的3个位移传感器用于机构的位置分析,并将降阶的运算操作与传感器方式相结合,实现了机构分析的正向算法,并开发了数值模拟程序.这种方法明显降低运算消耗,并提高了精度.

Stewart平台结构设计

介绍了用倒置的Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构设计的并联机床动平台的结构设计．实际应用证 明，所设计的动平台既简便了加工，又能保证精度，并能满足并联机床最大工作空间的要求．

并联机床不同位形下的运动精度评价指标

以6自由度6TPS型并联机床为模型,推导出机构输入和输出的误差传递方程,分析了单个支链和整个系统的误差传递情况。利用雅可比矩阵的奇异值分解,得到影响位形精度的三个误差敏感性指标,即误差综合敏感度、误差绝对敏感度和误差方向敏感度。定义了综合误差系数和综合误差度,并以此作为评价不同位形运动精度的指标。最后,利用一台实际的并联机床,对不同加工轨迹的运动精度进行了评价,确定最优的加工轨迹。

并联机床工作空间分析及实时运动仿真的研究

根据哈尔滨工业大学研制的第一台并联机床设计图纸 ,按照其结构尺寸、动平台的姿态要求及并联机床的几何约束 ,以刀头点为基准计算出该并联机床的工作空间。利用 VC+ +调用 Open GL图形函数对机床各部分零件进行参数化实体造型 ;然后按照各零件之间的装配关系进行实体装配 ,并经过渲染形成具有真实感的、参数化的并联机床实体造型。根据给定刀头点的轨迹和轨迹上各点对应刀具轴线矢量 (一般为曲面上点的法矢 ) ,采用逆解的方法 ,实时、动态地显示出并联机床的工作过程 ,同时检查各几何约束条件。

并联杆系机床工作空间与精度分析

从工作空间和加工精度两个方面，对并联杆系机床的加工范围进行了分析。讨论了影响其加工范围的各主要因素，为并联杆系机床的设计提供了必要的依据，并做了实例计算。

并联机床工作空间和工件位置计算

根据并联机床工作空间的定义及几何约束条件 ,针对哈尔滨工业大学研制的并联机床 ,按刀头点计算出该机床的工作空间 ,以及在 Z轴方向上各高度刀具的加工范围 ,这对指导机床加工工件具有重要意义。另外由于并联机床工作空间不规则 ,加之刀具轴线与 Z轴方向夹角的限制 ,对于带有复杂曲面的工件如何设置其在工作空间中的位姿 ,仅靠直觉很难完成。因此本文论述了如何建立工件自动定位的数学模型 ,进而开发工件自动定位系统 。

一种并联机床运动平台位姿测量方法

提出一种采用附加测量机构直接测量并联机床运动平台位姿精度的方法。其基本思想是根据运动平台的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加测量机构，当运动平台运动时带动测量机构运动，通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量， 经运动学建模即可得到运动平台的位姿。当测量机构位姿正解求解速度满足实时控制要求时，利用该反馈信息对机床进行实时精度补偿和控制。基于上述思想建立的并联机床位姿测量系统可部分排除机床切削力变形和运动副间隙等误差， 从而提高机床的位姿测量精度。以一种五坐标并联机床为例，介绍采用附加测量机构直接测量运动平台位姿精度的建模方法。其中， 测量机构的综合十分重要。测量机构的组成决定了运动学模型的复杂程度， 即决定了运动学模型的计算效率。

并联机床的历史、现状及展望

本文介绍了并联机床的基本概念、分类方法及其基本特性 ,详细地阐述了并联机床在国内外的发展历史、研究状况以及关键基础零部件的发展状况 ,在此基础上 ,分析了并联机床结构上的优缺点 ,表明了并联机床走向实用化所面临的一些问题 。

BKX-Ⅰ型并联机床的谐响应分析

应用有限元分析软件(ANSYS),对BKXⅠ型并联机床进行谐响应分析,分别得到了机床各节点沿机床的虚拟轴X、Y和Z向的位移谐响应曲线。在此基础上,还分析了该机床的谐响应规律,并明确了谐响应的特点,为改善此类机床的动态特性提供了一定的参考依据。

并联杆系机床工作空间分析

本文分析了并联杆系机床的工作空间，给出了影响工作空间的基本约束条件，证明了运动可控制条件和力非奇异条件是完全一致的，另外，本文还提出了一种将６维形式的工作空间以３维形式表示的方法。

并联机床参数设计

在已有文献的基础上 ,提出用于空间任意曲面高速切削加工的并联机床 ,其切削加工空间应是在任何位置下动平台最大姿态角 βmax =30 的连续单连域回转空间。为使形状实用 ,限制空间成高径比H/D =0 .7的圆柱体。机床设计参数的确定采用逆向设计法 ,充分利用了已有机床部件的极限参数 (球铰极限摆动角 )。计算所得曲线 ,用于机床设计时 ,可迅速确定机床主要参数与空间尺寸规模 ,供方案比较与选择。研究结果表明 ,并联机床实用化须解决的主要问题之一是 :球铰副的极限摆动角rpM至少应 4矿。

平行双关节坐标测量机的标定及不确定度评价

借鉴国外ScanMax测量机所具有的优势,研发了RRP结构(即两个转动和一个直线运动)的平行双关节坐标测量机,并研究了该仪器的误差模型、标定方法和不确定度评定方法。首先,根据平行双关节坐标测量机的机械结构建立了仪器的数学模型和误差模型。然后,基于全误差分析技术设计了仪器的标定方案并分别介绍了对重力和扭矩变形、平行度、臂长、零位等参数的标定。最后,根据国家坐标测量机校准规范,提出了通过评价测量重复性和长度测量精度的方法来评定测量不确定度。实验结果表明:在1 000mm×250mm(直径×高度)的测量范围内,平行双关节坐标测量机的测量不确定度可达到12μm(k=2)。得到的结果验证了平行双关节坐标测量技术及全误差分析技术的可行性,为非正交坐标测量机的标定探索了新的方法。

基于四自由度并联机构的数控机床研究

介绍一种基于混合型四自由度并联平台机构开发的五坐标并联机床 .由于其独特的机构设计 ,与基于 Stewart平台的并联机床相比 ,X方向的进给运动与运动平台分离 ,改由工作台单独进给 ,因而其工作空间成倍增大 .采用龙门框架结构和滚珠丝杠支承方案使机床获得更高的刚度 .给出了该机床运动学逆解 ,控制系统采用基于

BKX-Ⅰ型并联机床动力学分析

应用子结构法建立了一种UPS型6自由度并联机床及其部件的有限元实体模型,并通过模态实验和有限元模态分析对有限元实体模型进行了验证.应用有限元法对机床模型进行了谐响应分析.获得了机床各节点沿机床虚拟x、y、z轴向的位移谐响应曲线.在此基础上,对该并联机床谐响应规律进行了分析,明确了该机床谐响应的特点和响应幅度的数量级,为该类机床的结构优化设计提供了理论依据.