C形龙门并联机床动态特性与支链实验研究

发布时间：2018-05-18 01:32

  本文选题：并联机床 + 刚度　； 参考：《南京理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：动态特性是评价机床性能的重要指标,对机床进行动态特性研究,以获得机床性能的薄弱环节,可为机床结构设计与优化提供参考依据,因此动态特性研究在并联机床研究中占据重要地位。本文以C形龙门并联机床为研究对象,主要工作如下:1)结合并联机床的结构参数与布局,建立机构位置反解,推导了机构雅可比矩阵;利用极限边界搜索法确定机床的工作空间,结合综合灵巧度指标,确定了并联机床加工的主要选用范围;分析了在三种典型工况下并联机床各支链的受力情形。2)在考虑影响支链刚度的主要环节的基础上,计算获得各个环节的刚度,并建立起并联机床支链轴向刚度的等效模型。3)利用一阶影响系数矩阵建立并联机床整机刚度模型,仿真了并联机床在工作空间内的刚度分布规律,确定最优主铣削力方向。4)简要地介绍多自由度系统振动,并建立多自由度系统运动微分方程,分别对支链、机架进行动态特性分析,并根据仿真结果进行分析。5)基于并联床支链运动微分方程,利用牛顿—欧拉方程建立并联机床振动模型,对机床末端执行器处于各个位置状态下的固有频率与振型向量进行分析,分析机床动态特性与刚度分布规律二者联系。6)设计了并联机构支链刚度实验,结合实验结果验证了理论模型的可靠性,并分析了误差产生的原因。
[Abstract]:The dynamic characteristic is an important index to evaluate the machine tool performance. The research on the dynamic characteristic of the machine tool can obtain the weak link of the machine tool performance, which can provide the reference for the structure design and optimization of the machine tool. Therefore, the study of dynamic characteristics plays an important role in the study of parallel machine tools. In this paper, the C-shaped gantry parallel machine tool is taken as the research object. The main work is as follows: (1) combining the structural parameters and layout of the parallel machine tool, the inverse solution of the mechanism position is established, and the Jacobian matrix of the mechanism is deduced. The workspace of the machine tool is determined by using the limit boundary search method, and the main selection range of the parallel machine tool is determined in combination with the comprehensive dexterity index. In this paper, the stress condition of each branch chain of parallel machine tool under three typical working conditions is analyzed. The stiffness of each link is calculated on the basis of considering the main links that affect the stiffness of the branch chain. An equivalent model of the axial stiffness of the branching chain of the parallel machine tool (PMT) is established. (3) the stiffness model of the PMT is established by using the first order influence coefficient matrix, and the stiffness distribution law of the PMT in the workspace is simulated. The vibration of multi-degree-of-freedom system is briefly introduced, and the differential equation of motion of multi-degree-of-freedom system is established, and the dynamic characteristics of branched chain and frame are analyzed respectively. The vibration model of parallel machine tool is established by Newton-Euler equation. In this paper, the natural frequency and mode vector of the end actuator in various positions are analyzed, and the dynamic characteristics of the machine tool and the distribution of stiffness are analyzed. 6) the experiment of the stiffness of the parallel mechanism is designed. The reliability of the theoretical model is verified by the experimental results, and the causes of the errors are analyzed.
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG502

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本文编号：1903804