三自由度混联机床的机构误差分析与仿真
2011-05-28李兴山蔡光起
组合机床与自动化加工技术 2011年3期
李兴山,蔡光起
(1.沈阳理工大学机械学院,沈阳 110168;2.东北大学机械工程与自动化学院,沈阳 110004)
0 引言
并联机床是基于空间并联机构的新型数控加工设备,具有刚度质量比大,承载能力大响应速度快,易于控制及可重组等优点,成为数控机床的发展趋势。但在工作空间数控轴数比、性能价格比等综合性能方面,并联机床有其不足之处。而并、串联同时采用的混联式数控机床结合了并联机构和传统机床的串联机构的优点,更具实用价值。而少自由度的混联数控机床更是以其机构简单,驱动容易,精度高等优点,成为国内外研究的新热点[1-4]。
并联机床的精度是并联机床能否投入工业运行的关键指标。目前,受制于动平台位姿信息的动态监测方法和手段的不足,因而无法实现全闭环控制。因此通过误差分析改善机床的精度就显得格外重要。通过误差分析,可以获得多个误差因素对机床总精度影响的程度,从而明确提高精度的重点和方向,为改善并联机床的设计品质提供准确可靠的依据。本文通过对东北大学三自由度混联机床机构误差的研究,采用矩阵分析的方法,建立了机构误差的数学模型,分析了驱动杆长度误差及铰链点误差的影响,并对其在工作空间内的分布情况进行了研究。
1 混联机床结构
混联机床的结构如图1所示,该机构由固定平台、运动平台、三杆平行机构,驱动杆及水平滑块等组成。运动平台与固定平台为三角形,两驱动杆通过虎克铰分别与固定平台及运动平台相连,由电机驱动的丝杠带动滑块水平移动。……
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