可控关节阻尼下混联式数控机床动态性能的研究

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本课题来源于沈阳市科学技术计划应用基础项目。项目的名称为提高数控机床动刚度、抑制机床颤振的新技术研究。我国已研究问世的大多数并联机器人机床均存在动态刚度和加工精度较低的共同问题。究其原因,主要是其采用的球铰、虎克铰等关节接触刚度低、阻尼小、存在间隙等原因造成的,因此提高并联机床关节刚度是提高该类机床动刚度和加工精度的基本途径。并联机床在作业空间中处于不同位姿时,其动刚度是不同的,改变关节的阻尼可以改变机床的动刚度和抗振能力。利用可控阻尼器,控制并联机床关节的阻尼和刚度,可以提高并联机床的动刚度,从而提高其加工精度。本文以3-TPS(RRR)型并联机床为研究对象,对其进行少自由度并联机构动力学建模和理论研究,确定作业空间关节阻尼影响和阻尼系数变化范围。本文研究工作包括:(1)在机床的工作空间中取定27点,根据机床的运动学反解求出机床运动到各个点时三个杆的杆长,并在Solidworks建立好相应的几何模型;(2)把在Solidworks建立好的几何模型导入到ADAMS中;(3)在ADAMS中对导入的几何模型添加颜色、质量、各种约束及驱动,建立机床的动力学模型;(4)考察当机床刀尖点在切削加工到指定工作空间点时使得刀尖的振幅最小时候的阻尼系数,确定了3-TPS (RRR)机床关节处的阻尼系数的大致级数范围。通过对机床工作空间中27个点进行振动分析求得机床进行铣削加工时阻尼对机床振动的影响和使机床振幅最小时的阻尼系数,为机床加工精度的提高提供了参考,同时也为机床振动的实时控制提供了依据。
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