分析并聯(lián)機床的工藝性能以及加工精度


頁數(shù)：41 字數(shù)：15171

目 次

1 引言 1
1.1 并聯(lián)機床概述 1
1.2 并聯(lián)機床的特點 1
1.3 并聯(lián)機床應用技術面臨的主要問題及畢業(yè)設計選題 1
2 并聯(lián)機床運動原理 2
2.1 機床發(fā)展歷史 2
2.2 BJ—04—02（A）型并聯(lián)機床特點 4
2.3 并聯(lián)運動機床的類型 5
2.4 并聯(lián)機構運動分析 5
3 并聯(lián)機床的工作空間分析 7
3.1 并聯(lián)機床的坐標系 8
3.2 BJ—04—02（A）并聯(lián)機床運動空間測試 8
3.3 測試結果及分析 13
4 并聯(lián)機床銑削表面粗糙度 19
4.1 銑削加工的工藝特點 19
4.2 JB—4C精密粗糙度測量儀 20
4.3 曲面銑削實驗 21
4.4 曲面粗糙度檢測及分析 23
4.5 玩具小車粗糙度檢測及分析 25
結論 29
致謝 31
參考文獻 32
附錄A 不同高度平面運動域的極限坐標 33

畢業(yè)設計（論文）中文摘要

隨著工業(yè)和科學技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新的加工機床—并聯(lián)機床。并聯(lián)機床在結構和性能上，與普通機床相比有較大的差異，并且其加工精度和加工效率均優(yōu)于普通機床。但由于并聯(lián)機床的加工空間不規(guī)則，而且難以直觀確定，這就使得并聯(lián)機床在實際應用中的加工范圍和工藝方案難以確定。我們通過對交叉桿六自由度BJ-02-04（A）型并聯(lián)機床工作空間的實際測量，得到該并聯(lián)機床客觀的工作空間，以此為基礎，分析運動特性，為以后的加工及相關研究提供實際的參數(shù)和依據(jù)。使用并聯(lián)機床銑削具有代表性的表面，并對其表面質量進行測量分析，得到實際表面粗糙度并于理論值進行對比，分析并聯(lián)機床的工藝性能以及加工精度。上述工作，對于揭示并聯(lián)機床的工作特性以及加工能力，具有重要的現(xiàn)實意義。關鍵詞 并聯(lián)機床 工作空間 粗糙度
畢業(yè)設計（論文）外文摘要

Title Technical Study of Parallel Kinematics Machine Tool
Abstract
With the development of industry and science and technology, a kind of new processing tool called parallel machine appears. Parallel machine is different from the traditional tools in structure and performance. Its working accuracy and efficiency is better than the traditional tools. But the working space of parallel machine is irregularity and hard to determine, so the working range and technology version of parallel machine is hard to determine in practical application. We got the parallel machines′ objective working space by measuring the working space of cross-bar six- freedom BJ-02-04(A) parallel machine. After that we analysis the motion characteristic which supplies the actual parameter and basis for later machining and coherent research. Measure and analysis surface quality of the representative plane which was milled by the parallel machine, we got the actual roughness and contrast to the theoretical theory. At last, the paper analysis the technology performance and working accuracy. The work above all is important to disclosure the performance characteristic and working qualities

.
Keywords Parallel Kinematics Machine Tool Working Space Roughness


1 引言
1.1 并聯(lián)機床概述
并聯(lián)機床是機器人技術、與機床結構技術、數(shù)控技術等多學科交叉結合的產(chǎn)物。這種新型機床完全打破了傳統(tǒng)機床的結構概念，采用多自由度并聯(lián)機構作為機床的基本結構，分別連接機床的機座（靜平臺）與主軸（動平臺），采用并行驅動的方式控制各分支桿件的運動，因此稱之為并聯(lián)機床。由于并聯(lián)機床自身在結構形式的特性，可以大大提高機床的剛度，使零件的加工精度和加工質量都有較大的改進。另外，其進給速度的提高，也使高速、超高速加工更容易實現(xiàn)。因此，并聯(lián)機床是本世紀機床設計的最革命性的突破，它是解決傳統(tǒng)機床問題有效的途徑，被譽為“機床結構的重大革命”，代表了21世紀機床發(fā)展的方向。
1.2 并聯(lián)機床的特點：
（1）系統(tǒng)剛性好；并聯(lián)機床的各運動桿系理論上為僅受拉壓載荷的二力桿系，而無機械上最忌諱的彎曲應力。并聯(lián)機床是整體框架結構，從結構力學的觀點看是剛性最好的。
（2） 響應速度快；由于并聯(lián)機床在結構上屬于輕型結構，遠比傳統(tǒng)機床滑動工作臺及組合件重量輕，所以運動部件的慣性得到大幅度降低，有效地改善了伺服控制器的動態(tài)品質，使動平臺能夠獲得很高的進給速度和加速度。
（3） 進給力大；并聯(lián)桿系機床沿任何方向運動均同時又六個電機驅動，其進給力是各桿矢量疊加之和，因而進給力較大。
（4）機床及機械本體的體積精度較高。并聯(lián)機床的各關節(jié)誤差能夠相互部分抵消，由于采用了現(xiàn)代的計算方法、計算機處理技術、反饋技術和熱補償技術，使空間定位精度比傳統(tǒng)機床明顯提高。
1.3 并聯(lián)機床應用技術面臨的主要問題及畢業(yè)設計選題
1.3.1 工作空間判定
同傳統(tǒng)形式的數(shù)控機床的工作空間問題比較復雜，主要表現(xiàn)在：影響工作空間不僅包括桿件運動位置極限、球鉸或虎克鉸的擺角極限等幾何約束條件，還有奇異位形、構件之間碰撞干涉等其他約束條件。工作空間的外形非常復雜，難以用規(guī)則的幾何形體來描述，并且在工作空間內部不同位置，機床的加工能力也有差別。
1.3.2 工藝特性
與傳統(tǒng)數(shù)控銑床或加工