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5-UPS/PRPU并联机床运动仿真的研究

作　者: 马军
导　师: 鹿玲
学　校: 燕山大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 并联机床 运动反解 几何约束 工作空间 实体模型 运动仿真
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 186次
引　用: 2次
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内容摘要


本文对燕山大学研制的5-UPS/PRPU并联机床进行了运动仿真的研究。首先,通过中间支链的位置反解分析,确定中间支链约束了动平台绕自身法线方向的转动。以动平台中心点为参考点对该并联机床进行了运动学反解分析。其次,通过对杆长约束、球铰摆角约束、虎克铰约束及驱动杆之间的干涉约束的分析,构造了5-UPS/PRPU并联机床几何约束条件,对并联机床的工作空间进行了仿真。然后运用三维实体造型软件Solidworks2000对并联机床各个零部件进行参数化实体建模,再将各个零件模型按照实际装配过程对并联机床进行虚拟装配,建成参数化的5-UPS/PRPU并联机床的三维实体模型。最后,阐述了本文采用的运动仿真方法。将Cimatron生成的NC代码经格式变换模块、插补模块、坐标变换模块后转化为机床坐标系下坐标点的数据文件,以Solidworks2000为仿真平台,在Visual Basic6.0语言环境里,读取这些坐标点的数据文件,通过反解方程得到驱动杆杆长,在几何约束作用下,调用SolidWorks2000的对象把各个驱动杆伸长到规定的值,实现了并联机床的运动仿真。并对一复杂曲面实例进行了仿真。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 引言  8
  1.2 并联机床发展概况和应用前景  8-12
  1.3 计算机仿真技术及其在并联机床研究设计中的应用  12-17
    1.3.1 计算机仿真技术的发展及其在制造业中的应用  12-14
    1.3.2 典型计算机仿真软件介绍  14-15
    1.3.3 计算机仿真技术在机器人研究设计中的应用  15-16
    1.3.4 计算机三维动态仿真技术在并联机床设计中的应用  16-17
  1.4 机器人仿真技术的国内外研究现状  17-18
  1.5 本文选题的意义和主要研究内容  18-20
    1.5.1 本文选题的意义  18-19
    1.5.2 本文的主要研究内容  19-20
第2章 5-UPS/PRPU并联机床运动学分析  20-28
  2.1 引言  20
  2.2 5-UPS/PRPU 并联机床的结构简述  20-22
  2.3 动平台位姿描述与坐标变换  22-24
    2.3.1 动平台位姿描述  22-23
    2.3.2 坐标变换  23-24
  2.4 中间约束分支的运动学分析  24-26
  2.5 五个驱动支链运动学反解分析  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章 5-UPS/PRPU并联机床几何约束条件的构造及工作空间仿真  28-36
  3.1 引言  28
  3.2 几何约束条件的构造  28-31
    3.2.1 杆长约束  28
    3.2.2 球铰最大摆角约束  28-29
    3.2.3 虎克铰约束  29-30
    3.2.4 驱动杆之间的干涉条件  30-31
  3.3 工作空间的仿真  31-35
    3.3.1 刀具倾斜角与姿态角的关系  31-34
    3.3.2 工作空间的图形仿真  34-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 5-UPS/PRPU并联机床三维实体建模与虚拟装配  36-48
  4.1 引言  36
  4.2 5-UPS/PRPU 并联机床机构组成  36-37
  4.3 建立5-UPS/PRPU 并联机床虚拟样机  37-47
    4.3.1 零部件的实体建模  37-38
    4.3.2 5-UPS/PRPU 并联机床虚拟装配  38-42
    4.3.3 5-UPS/PRPU 并联机床参数化设计  42-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 5-UPS/PRPU并联机床的运动仿真  48-72
  5.1 引言  48
  5.2 5-UPS/PRPU 并联机床的运动仿真  48-70
    5.2.1 仿真系统流程图  49-50
    5.2.2 程序主要模块说明  50-58
    5.2.3 5-UPS/PRPU 并联机床运动仿真的实施  58-70
  5.3 本章小结  70-72
结论  72-73
参考文献  73-78
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  78-79
致谢  79-80
作者简介  80

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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