两维并联雕刻机工作台研究

发布时间：2020-03-18 17:49

【摘要】： 本文提出了两种平面两自由度并联平台：2(?)RR型和2R(?)R型(前者的驱动副为转动副，后者的驱动副为移动副)，它们来源于有较多研究的3(?)RR型和3R(?)R型并联机构，系将其中的某个自由度加以约束而得到。本文以2(?)RR型为主进行了深入研究。他们皆可应用于小型雕刻机的工作台。众所周知，运动学正解、工作空间求解和奇异性分析是并联运动学机器的三大关键问题，，本文所论及的两种平台也不例外，不过由于创造性地约束了3自由度机构的转动自由度，使所得的新型2自由度机构2(?)RR的基本关键问题得到简化，从而更具实际应用价值。运动学分析是研究工作的基础，因此成为本文的重要部分。本文得到了两种平台的正反运动学解的解析表达式。其中2(?)RR型平台的反向运动学解有4组，正向运动学解有两组；而2R(?)R型平台的反向运动学解是唯一的，正向运动学解有两组。由此可见，2R(?)R型平台较2(?)RR型平台控制更容易。奇异性分析是并联运动学机器的又一个关键问题。本文鉴于所得到的正向和反向运动学解的解析表达式，进一步获得了2(?)RR型并联平台的完整奇异性条件，分为三种情况，由此为下一步物理样机的研制和控制奠定了坚实的基础。为了清楚地观察奇异形位的特征，本文还得到了奇异表达式的多项式形式。在奇异分析和工作空间分析的基础上，绘制了奇异曲线和平台的工作空间边界。为掌握所研究的2(?)RR型并联平台的动态特性、使并联机器的优点得以在雕刻机中充分发挥，本文还应用拉格朗日方法建立了机构的动力学模型，并进行了初步的动力学分析。并进一步利用OpenGL和VC++软件、ADAMS虚拟样机分析软件对平面两自由度并联雕刻机进行了造型和仿真，取得了较为满意的效果。
【图文】：

雕刻机,双摇臂,龙门式,串联式

向迅速发展。目前我国应用较广的雕刻机分为两大类:手动仿形摇臂雕刻机和CNC雕刻机。手动仿形雕刻机为双摇臂机构(如图1一1所示)，由操作者手握仿形头在模型上运动。其不足之处是需要制作模型，因使用串联结构而使机床刚度低，主轴功率小(只有几十瓦)，只适于雕刻加工切削力很小的场合;另外，仿形加工精度低，不能满足高精度的需要。对于高精度的雕刻加工，需要采用CNC雕刻机，目前在我国有一定应用的进口CNC雕刻机主要有国外的MIMAEJ、ROLAND(罗兰)、台湾的GCC等

硕士学位论文,机构参数,孤岛,阴影区域

南京航空航天大学硕士学位论文等式。3)三小圆在三大圆交集之中。工作空间如图3一13中所示阴影区域，区域中出现三个孤岛。此时机构参数满足l，+l，+。:l+Il，+，一z，}这个不等式。\一乡公一/…、‘于一公、一__一’\一_一，/、一_____少》丁二_____-、、、列厂‘太图3一11无重叠3、大小图3一12部分重叠图3一13在交集中由于圆环的内外环半径分别为}I
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH113

【引证文献】