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新型5自由度并联抛光机床误差分析与运动学标定的研究

常河  
【摘要】: 并联机床是高等空间机构学研究成果在数控机床领域中的创造性应用,它具有动态性能好、多自由度的情况下能够保持高刚度和较高精度等传统机床无法比拟的诸多优势,在机械制造领域得到了良好的应用。然而并联机床的开发与应用的瓶颈仍然是误差精度不高和误差难以控制的问题。 并联机床误差包括准静态误差和动态误差两类,其中准静态误差大约占据机床自身误差的70%,影响被加工零件的几何精度。准静态误里差几何误差又是最主要的误差因素,因而为提高并联机床的精度,应当从并联机构的几何精度设计和几何误差因素的标定方面进行相关工作。本文结合工程实际,从上述两方面对一种3T2R新型五自由度并联抛光机床进行研究,主要内容有如下几个方面: 结合本文所研究的机床的特点,基于机器人机构学理论,推导了考虑机床的结构特点的运动学正、逆解模型,为后续误差精度分析和标定工作奠定了基础。 根据球杆仪测量的特点,结合所研究机床的实际结构,利用空间矢量闭环法建立了机床的误差模型和几何参数辨识模型,并应用正交试验法对误差精度进行了分析,为机床几何精度设计提供了依据。 最后,根据补偿仿真方法,本文通过应用Matlab工具对所建立的误差模型和及参数辨识模型进行了标定仿真,通过仿真验证了本文所建立的误差模型和参数辨识的有效性,提高了所研究机床的控制精度。


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