大型镜面加工装备并联模块耦合特性及稳定性研究
发布时间：2021-04-10 01:25
随着信息时代的到来,现代光学系统正朝着高精度、高分辨率以及高功率方向发展,为了获得更好的性能,光学系统中光学镜面的精度也变的愈来愈高,这对大型镜面加工装备提出了更高的要求。并联机构具有高刚度、高精度、无累积误差的优点,与串联机构结合使用,极为适合作为大型镜面加工装备的构型,可以有效提高镜面加工的精度。本文以一种具有两个转动自由度、三个平动自由度的大型镜面加工装备的并联模块为研究对象,考虑到并联模块耦合特性和稳定性对加工精度有着重要的影响,主要对并联模块的动力学建模、耦合特性、静刚度和稳定性进行了研究分析,并通过数值仿真和虚拟样机实验验证了相关结论的正确性,主要内容如下:1)研究了加工装备并联模块动力学建模并进行了动力学分析:首先,在并联模块和串联模块中分别建立了各部件的连体坐标系,利用矢量法对并联模块的运动学进行了分析,并利用旋转矩阵将刀具系统坐标系与定坐标系联系起来,根据力矩平衡获得了各支链的质心位置;接着,选择“接触-分离”二状态模型和LN接触力模型对复合铰链中的接触力进行了描述,选择Coulomb摩擦力模型对虎克铰中的摩擦力进行了描述;然后,利用牛顿-欧拉法分别建立了驱动支链、约...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外镜面加工装备
（c）西班牙马德里大学抛光机器人 （d）加拿大瑞森大学研抛机器人图 1-1 国外镜面加工装备Figure 1-1 Foreign mirror machining equipments随着我国的经济技术的发展，尤其在航天军事方面的跨越式发展，对光学的需要越来越旺盛。虽然起步较晚，国内的众多高校和科研院所在光学镜面装备方面开展了广泛的研究，也取得了一定的成果。国内华中科技大学较早 Puma-560 机器人在机器人智能化抛光系统、抛光轨迹规划、工艺过程建模真等方面展开了研究[20]。吉林大学自主研制了一款用于大型曲面研抛的微器人系统和机械本体，并基于此机器人对研抛控制系统开发、轨迹规划和工划等方面进行了研究[21]。如图 1-2（a）是中国科学院沈自所新松机器人中央院研究制造的五轴框架式研抛机器人，具有自主知识产权，该研抛系统主要轴框架式机器人及控制柜、高精度伺服转动工作台、厚度测量系统等组成[22图 1-2（b），长春光机所研制出 FSJ-II 大口径非球面六轴加工机床，可直接形成非球面，加工口径可以达到 1200mm[23]。
泊松比 v20.28 初始碰撞速度 （-）/（m/s） 1 恢复系数 ce0.9 二级转头质量 mz2/kg 8.4 自转模块质量 mmz/kg 10.4 在各自坐标系内，根据机构的参数2 2 T2 2 T122T312115 5π0 62 015 5π0 162 00 0 2640 0 14[ cos( [ , , ][ cos( [ , , ][ , , [ , , ]oooozooztt MMMMMM为了获得更高的精度，加工装备采统内电机的转动作用，使得刀具系统和两定时间内不断改变方向，即施加在动平
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高四旋翼无人机起飞/着陆的运动稳定性的研究[J]. 刘云平,李先影,王田苗,张永宏,梅平. 高技术通讯. 2015 (Z2)
[2]ESA完成“詹姆斯·韦伯”太空望远镜近红外光谱仪制造[J]. 张月. 航天返回与遥感. 2013(06)
[3]一种新型超大视场小畸变光学系统[J]. 戚均恺,周峰,姚罡,庄绪霞. 航天返回与遥感. 2013(02)
[4]力作用下并联机构奇异点动态稳定性[J]. 李雨桐,王玉新. 机械工程学报. 2013(03)
[5]一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析[J]. 孙卫东,王皓,赵勇. 机械工程学报. 2012(01)
[6]并联机构动力学建模及控制研究[J]. 钟英英,楼云江,徐毅. 机电工程. 2009(04)
[7]基于CAM的机器人抛光轨迹规划[J]. 韩光超,孙明,张海鸥,王桂兰. 华中科技大学学报(自然科学版). 2008(05)
[8]并联机构运动分岔与稳定性分析[J]. 郭瑞琴. 机械传动. 2008(02)
[9]应用于模具自由曲面的新型气囊抛光技术[J]. 计时鸣,金明生,张宪,张利,张银东,袁巨龙. 机械工程学报. 2007(08)
[10]微小研抛机器人开放式控制系统研究[J]. 谢哲东,赵继,王义强,张雷. 机械制造. 2007(07)
博士论文
[1]多间隙耦合的航天器齿轮机构动力学分析与实验研究[D]. 张慧博.哈尔滨工业大学 2015
[2]并联机构若干基本问题的研究[D]. 程世利.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]广义并联机构可重构机理与耦合特性分析[D]. 董利伟.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3128681
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国外镜面加工装备
（c）西班牙马德里大学抛光机器人 （d）加拿大瑞森大学研抛机器人图 1-1 国外镜面加工装备Figure 1-1 Foreign mirror machining equipments随着我国的经济技术的发展，尤其在航天军事方面的跨越式发展，对光学的需要越来越旺盛。虽然起步较晚，国内的众多高校和科研院所在光学镜面装备方面开展了广泛的研究，也取得了一定的成果。国内华中科技大学较早 Puma-560 机器人在机器人智能化抛光系统、抛光轨迹规划、工艺过程建模真等方面展开了研究[20]。吉林大学自主研制了一款用于大型曲面研抛的微器人系统和机械本体，并基于此机器人对研抛控制系统开发、轨迹规划和工划等方面进行了研究[21]。如图 1-2（a）是中国科学院沈自所新松机器人中央院研究制造的五轴框架式研抛机器人，具有自主知识产权，该研抛系统主要轴框架式机器人及控制柜、高精度伺服转动工作台、厚度测量系统等组成[22图 1-2（b），长春光机所研制出 FSJ-II 大口径非球面六轴加工机床，可直接形成非球面，加工口径可以达到 1200mm[23]。
泊松比 v20.28 初始碰撞速度 （-）/（m/s） 1 恢复系数 ce0.9 二级转头质量 mz2/kg 8.4 自转模块质量 mmz/kg 10.4 在各自坐标系内，根据机构的参数2 2 T2 2 T122T312115 5π0 62 015 5π0 162 00 0 2640 0 14[ cos( [ , , ][ cos( [ , , ][ , , [ , , ]oooozooztt MMMMMM为了获得更高的精度，加工装备采统内电机的转动作用，使得刀具系统和两定时间内不断改变方向，即施加在动平
【参考文献】：
期刊论文
[1]提高四旋翼无人机起飞/着陆的运动稳定性的研究[J]. 刘云平,李先影,王田苗,张永宏,梅平. 高技术通讯. 2015 (Z2)
[2]ESA完成“詹姆斯·韦伯”太空望远镜近红外光谱仪制造[J]. 张月. 航天返回与遥感. 2013(06)
[3]一种新型超大视场小畸变光学系统[J]. 戚均恺,周峰,姚罡,庄绪霞. 航天返回与遥感. 2013(02)
[4]力作用下并联机构奇异点动态稳定性[J]. 李雨桐,王玉新. 机械工程学报. 2013(03)
[5]一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析[J]. 孙卫东,王皓,赵勇. 机械工程学报. 2012(01)
[6]并联机构动力学建模及控制研究[J]. 钟英英,楼云江,徐毅. 机电工程. 2009(04)
[7]基于CAM的机器人抛光轨迹规划[J]. 韩光超,孙明,张海鸥,王桂兰. 华中科技大学学报(自然科学版). 2008(05)
[8]并联机构运动分岔与稳定性分析[J]. 郭瑞琴. 机械传动. 2008(02)
[9]应用于模具自由曲面的新型气囊抛光技术[J]. 计时鸣,金明生,张宪,张利,张银东,袁巨龙. 机械工程学报. 2007(08)
[10]微小研抛机器人开放式控制系统研究[J]. 谢哲东,赵继,王义强,张雷. 机械制造. 2007(07)
博士论文
[1]多间隙耦合的航天器齿轮机构动力学分析与实验研究[D]. 张慧博.哈尔滨工业大学 2015
[2]并联机构若干基本问题的研究[D]. 程世利.南京航空航天大学 2011
硕士论文
[1]广义并联机构可重构机理与耦合特性分析[D]. 董利伟.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3128681
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3128681.html
