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《燕山大学》 2006年
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面向并联机床数控编程技术的研究

陈修龙  
【摘要】:并联机床是并联机构学、数控技术和计算机控制技术在数控机床领域的创造性应用,它相对于传统数控机床具有诸多优点,适合加工复杂曲面零件。 本文以开发面向5-UPS/PRPU并联机床CAD/CAM集成系统和研究并联机构分析新方法的实施过程作为主要研究内容。系统分析了面向5-UPS/PRPU并联机床的CAD/CAM集成系统体系结构、后置处理技术、工件坐标系定位算法、快速干涉检验算法、数控加工仿真技术和并联机构分析新方法等问题,并做了加工实验。目的是一方面解决并联机床数控加工编程的关键技术,实现5-UPS/PRPU并联机床对零件(尤其是复杂曲面零件)的数控加工,推动并联机床的产业化和实用化;另一方面是寻求一种分析并联机构的简便、快捷的新方法,为并联机构分析提供有效的工具。内容如下: 提出了面向5-UPS/PRPU并联机床CAD/CAM集成系统软件的总体结构,给出了系统软件的信息流程;对该集成系统软件进行了模块划分,并阐述了各模块的功能和实现方法。 采用一种铣刀的通用模型进行刀位计算,导出了五坐标曲面加工的通用刀位计算公式;对5-UPS/PRPU并联机床和刀具双摆动5坐标机床( A? B)进行了详细的运动分析,得出并联机床动平台两个可变化的姿态角具有与刀具双摆动5坐标机床( A? B)中两个摆动转角相同的性质。 阐述了5-UPS/PRPU并联机床后置处理器的设计原则和功能,该后置处理器的结构和后置处理过程;研究了后置处理过程中的关键问题,并给出了相应问题的具体算法;用曲面加工的计算机仿真,验证了后置处理器的正确性。 阐述了并联机床工件坐标系定位的重要性及其原则;通过对并联机床灵巧度评价指标的分析,提出了综合灵巧度系数和综合灵巧度的概念,介绍了综合灵巧度在5-UPS/PRPU并联机床轨迹规划中的应用;把5-UPS/PRPU并联机床工件坐标系的定位问题归结为在满足工作空间的前提下,对刀位文件综合灵巧度的优化,并利用复合形法对这个优化问题进行了求解,得到定位矢量;结合一个曲面定位的具体实例,给出了算法验证。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG659

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵丽;复杂自由曲面数控规划及其数据管理技术研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 任方杰;基于UG的汽轮机叶片四轴加工模块研究开发[D];华中科技大学;2011年
2 魏德勇;高速空间并联式坐标测量机非线性弹性动力学研究[D];山东科技大学;2011年
3 张铁牛;3-PRRU并联机器人运动仿真与控制系统设计[D];浙江理工大学;2011年
4 刘铭宇;基于UG的叶片专用数控加工软件研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 伍铁军;数控加工仿真关键技术研究与软件开发[D];南京航空航天大学;2001年
2 郑魁敬;新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发[D];燕山大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 王立新;李国伟;陈琰;;球头刀铣削屏凸模表面运动轨迹优选的实验研究[J];安阳工学院学报;2006年04期
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7 温庆荣,方跃法;一种新型4自由度并联机器人自由度分析[J];北方交通大学学报;2003年04期
8 姜虹;蔡永琳;王小椿;;一种并联机构结构误差识别与修正的新算法[J];北京交通大学学报;2007年01期
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10 王继群;赵世英;;基于逆向工程技术应用及研究[J];北京工业职业技术学院学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 阮久宏;荣学文;吴三友;;凿岩机器人液压系统ADRC控制器设计与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 孙立宁;李长峰;曲东升;刘彦武;;ICF精密并联机器人系统的研制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 胡英;吴德烽;;一种柔性检测机器人的运动学研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 宋方臻;宋波;;平面并联机构与磁悬浮控制电主轴耦合系统的瞬态响应分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 乔志峰;王太勇;胡淼;;具有自适应精度控制功能的五轴NURBS插补方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
8 金振林;高峰;;基于6-SPS三维平台机构的新型并联机床刚度分析[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
9 何小妹;丁洪生;付铁;孙厚芳;;并联机床运动学标定研究综述[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年
10 童伟;申戈琍;;数控铣削加工走刀方式的研究[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
4 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
5 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 李雨桐;并联机构运动奇异性及其动态稳定性研究[D];浙江大学;2010年
7 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
8 林小夏;产品设计、仿真与数控加工异构信息集成技术及应用研究[D];浙江大学;2011年
9 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
10 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;2010年
3 赵进科;正交三自由度并联机构动力学分析[D];郑州大学;2010年
4 穆星科;多足机器人运动控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 万晓正;平面绳牵引并联机构的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 伍英华;六自由度一体式坦克模拟器误差特性及控制[D];大连理工大学;2010年
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8 肖哲锋;三元整体叶轮数控加工刀位规划与仿真[D];大连理工大学;2010年
9 赵辉良;面向切削、研抛的高效NURBS曲线插补算法研究[D];湘潭大学;2010年
10 高红娟;高精度数控联动回转工作台关键技术的研究[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘存强,王从鹤,程先华,罗立凤,刘玉文;数控技术的新发展——开放式数控系统[J];宝钢技术;2002年04期
2 朱同兴;国内外数控技术发展动向[J];兵工自动化;2001年03期
3 刘鸿飞,马香峰,张策;机器人操作机弹性动力学分析新方法[J];北京科技大学学报;1994年03期
4 丁洪生,王迪华,刘惠林;BKX-I型变轴数控机床运动学仿真建模及实现[J];北京理工大学学报;2001年04期
5 陈智育;嵌入式系统中的Flash文件系统[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年02期
6 吴雨俊;嵌入式系统中的线性Flash文件系统设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年10期
7 钟杰;胡楚江;郭成;;叶片精密锻造技术的发展现状及其展望[J];锻压技术;2008年01期
8 殷保祖;;高效数控加工技术应用研究[J];电子机械工程;2006年04期
9 孙延奎,朱心雄;B样条曲线的小波光顺法[J];工程图学学报;1998年04期
10 陈涛,罗宏志,钟毅芳,周济;基于曲率的曲面加工刀位轨迹生成算法[J];工程图学学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李秦川;对称少自由度并联机器人型综合理论及新机型综合[D];燕山大学;2003年
2 郑魁敬;新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发[D];燕山大学;2004年
3 宁芊;机电一体化产品虚拟样机协同建模与仿真技术研究[D];四川大学;2006年
4 赵永杰;高速轻型并联机械手动态设计理论与方法[D];天津大学;2006年
5 吴宝贵;基于仿真分析的复杂机械产品多学科设计优化方法研究[D];大连理工大学;2008年
6 刘善增;三自由度空间柔性并联机器人动力学研究[D];北京工业大学;2009年
7 胡俊峰;柔性机器人机构动力学分析及振动控制研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃艳明;一种新型五自由度并联机床的性能分析[D];燕山大学;2003年
2 龙春国;数控仿真系统NC功能仿真及碰撞干涉检验算法研究[D];西北工业大学;2005年
3 部云超;并联机构运动仿真平台的开发[D];河北工业大学;2005年
4 焦占辉;5-UPS并联机床性能分析与加工仿真[D];燕山大学;2005年
5 王伟;基于LabVIEW的开放式数控系统及其网络监控的初步研究[D];电子科技大学;2005年
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7 李雯林;Pro/E系统下叶片泵水力模型库的建立与应用[D];江苏大学;2005年
8 郭金星;大型容器切削加工工艺数据库及工艺参数优化专家系统[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 马晓嘉;五坐标数控加工整体叶轮的CAD/CAM系统[D];大连理工大学;2006年
10 马玥;摩托车消声器消声特性及计算机辅助设计研究[D];天津大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘飞鹏;基于主曲率匹配曲面分片的五轴加工轨迹规划研究[D];广东工业大学;2011年
2 王冲;宝石刻面加工机器人研究[D];中国地质大学;2011年
3 王锋锋;汽轮机叶片快速造型与刀具轨迹规划[D];南京农业大学;2011年
4 吴鹏程;基于曲面分片的球头刀NC加工刀具轨迹规划研究[D];南昌大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈继民,肖荣诗,左铁钏;激光三维加工轨迹的计算机仿真[J];北京工业大学学报;2000年03期
2 李剑锋,王新华,刘德忠,费仁元,汪劲松;Tricept型并联机床曲面加工的刀轨规划[J];北京工业大学学报;2002年04期
3 丁洪生,王迪华,刘惠林;BKX-I型变轴数控机床运动学仿真建模及实现[J];北京理工大学学报;2001年04期
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9 毕树生,宗光华,张体娟;并联微操作机构的研究与应用[J];高技术通讯;2001年02期
10 韩向利,杨刚,肖田元;CIMS工程中的加工过程仿真技术[J];高技术通讯;1996年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈惠贤;姚运萍;段利英;;基于数控加工的复杂曲面误差分析[J];组合机床与自动化加工技术;2006年10期
2 陈惠贤;姚运萍;;数控加工复杂曲面的误差分析和补偿[J];新技术新工艺;2006年09期
3 孙勇兵;;复杂曲面的三维造型及数控加工[J];金属加工(冷加工);2010年10期
4 马保聪;田相克;;基于CAXA的复杂曲面三维造型及数控加工[J];机械制造与自动化;2009年06期
5 王振;韩祥凤;;复杂曲面的数控加工误差分析[J];新技术新工艺;2011年05期
6 吴先文;李丽;张丹;李雷;;基于UG的大型十字万向接轴法兰叉头的数控加工技术研究[J];制造业自动化;2011年07期
7 陈辉,王知行,卓桂荣;七轴并联机床数控加工后置处理技术研究[J];机械设计与研究;2003年01期
8 王哲,吴宪,雷雨成,王知行;并联机床数控加工碰撞干涉检验算法研究[J];机械设计;2001年09期
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10 乐英;韩庆瑶;贾军;;复杂曲面数控加工刀具轨迹的生成技术[J];机床与液压;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹小凯;宋宗强;胡林华;;样板制造零件建立三维数模方法[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
2 雍世荣;;高温合金阀体数控加工研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
3 宋为民;张冲;;曲面模板的数字化设计与制造[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
4 吴以新;郭勤海;;无人机垂尾模具的曲面数控加工精度研究[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
5 张锋军;张茂;;数控加工进刀方式的探讨[A];安全高效矿井机电装备及信息化技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
6 ;提高框架数控加工合格率陕 西黄河集团有限公司16车间数控加工QC小组[A];2007年度电子信息行业优秀质量管理小组成果质量信得过班组经验专集[C];2007年
7 柯贤黄;钟冬平;;三座标数控加工零件表面质量分析[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
8 王小红;;航空企业提高数控加工效率途径的探讨[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
9 田普建;曾珊琪;丁毅;;Pro/E环境下注塑模设计及数控加工[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年
10 田普建;曾珊琪;丁毅;;Pro/E环境下注塑模设计及数控加工[A];陕西省机械工程学会特种加工分会第九届学术年会论文集[C];2010年
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1 吴宏伟;西飞转包生产取得关键进展[N];中国航空报;2004年
2 吴宏伟;西飞转包生产取得关键进展[N];中国航空报;2004年
3 李宏文;“项目”打造工艺创新团队[N];中国航天报;2008年
4 段心鑫柯小荣;意识领先 宝玛数控服务与创新双发力[N];中国工业报;2007年
5 张养军;攻坚破难的“大能人”[N];中国航空报;2005年
6 张小洪 陈丽;追梦的足迹[N];中国航空报;2005年
7 刘静琰 许珊;航空质协湘鄂赣分会QC小组成果丰硕[N];中国航空报;2007年
8 张建超;培育青年人才 争创一流业绩[N];中国航空报;2004年
9 本报记者 兰海侠;哈量集团:率先实现并联机床产业化[N];机电商报;2006年
10 沭阳县职业教育中心 魏家禹;数控专业管理试析[N];新华日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈修龙;面向并联机床数控编程技术的研究[D];燕山大学;2006年
2 杨胜培;复杂曲面数控加工的若干基础技术研究[D];湖南大学;2009年
3 郑魁敬;新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发[D];燕山大学;2004年
4 高建设;新型五自由度并联机床驱动输入选择与运动学标定研究[D];燕山大学;2006年
5 朱春霞;基于虚拟样机的并联机床若干关键技术的研究[D];东北大学;2008年
6 樊文刚;复杂曲面宽行数控加工理论及其应用研究[D];北京交通大学;2012年
7 赵亮;一种2UPS-UPR并联机床的设计理论与关键技术研究[D];东北大学;2010年
8 邢元;面向加工质量细分的复杂曲面产品设计理论与技术研究[D];天津大学;2010年
9 彭健钧;基于特征的复杂工件数控加工关键技术研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2012年
10 马晓君;门五金件安装孔槽数控加工关键技术的研究[D];东北林业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;面向数控加工的复杂曲面反求工程的研究[D];沈阳工业大学;2004年
2 李海滨;工程机械复杂零件加工刀具路径规划的研究[D];吉林大学;2011年
3 肖晔;基于先进制造平台的足底矫形器加工的研究与开发[D];河北工业大学;2007年
4 肖哲锋;三元整体叶轮数控加工刀位规划与仿真[D];大连理工大学;2010年
5 李洋;外铣式并联机床的设计与分析[D];哈尔滨理工大学;2004年
6 杨彦东;基于Cimatron的并联机床后置处理系统研究与实现[D];燕山大学;2008年
7 王涛;基于瞬时铣削力模型的模具型腔数控加工进给速度优化研究[D];大连理工大学;2006年
8 斯琴;基于Pro/E系统的个性化人体骨骼的三维建模及其数控加工的研究[D];大连理工大学;2004年
9 何磊;系统框架零件的CAD/CAM集成制造技术研究[D];四川大学;2005年
10 王磊;复杂曲面零件逆向工程与数控加工集成应用研究[D];昆明理工大学;2011年
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