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用于激光微细加工系统的三自由度并联平台研究

作　者: 赵剑波
导　师: 林树忠
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 激光微细加工 并联平台 功能拼凑法 奇异位形 尺度综合
分类号: TG665
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


本文结合激光微细加工与并联机构两个领域，提出了用于激光微细加工系统的三自由度并联平台课题。由于少自由度机构构型设计的困难性，在考察现有机构构型特点的基础上，本文提出了一种从功能到构型的新设计方法——功能拼凑法，并成功的用于本课题的构型设计，最后对构型的稳定性进行了理论分析。对于通过新方法提出的160种机构构型，本文通过成组分析的方法，基于加工需求和优化原则，快捷、有效的对构型进行了优化选取，得出了优化构型并进行了改进。对于新型机构进行了理论分析，发现其正解能够解析表达，且十分简洁，利于数控插补的进行，将极大的提高数控系统的性能。其奇异位形也具有显著的特性，根据这个特性，可以大大减少对构型奇异位形分析的工作量，方便了机构路径规划的进行。针对并联平台的功能特点，对机构的工作空间的意义作了重新定义，并作了分析。在确定了尺度综合的参数后，基于工作空间和加工空间进行了尺度综合，该尺度综合方法简捷、有效。对新型机构进行了实体结构的研究，选用了适宜的执行器，并对执行器的发展作了论述；提出了适合本构型的新型虎克铰，提出了基于不同工作要求的三种模型，并用CAD技术进行了空间模型的实体搭建。

全文目录


第一章 绪论  8-19
  §1-1 引言  8
  §1-2 激光微细加工的研究现状  8-11
    1-2-1 激光特性  8-9
    1-2-2 激光加工特点  9
    1-2-3 激光产业现状  9-10
    1-2-4 我国激光加工现状  10
    1-2-5 微细加工技术  10
    1-2-6 激光微细加工现状  10-11
  §1-3 并联机构的研究现状  11-16
    1-3-1 并联机构的提出、特点、应用和展望  11-13
    1-3-2 并联机床的研究成果  13-14
    1-3-3 并联机构学研究现状  14-16
  §1-4 本课题的内容和意义  16-18
    1-4-1 课题的选定  17-18
    1-4-2 课题的内容  18
    1-4-3 课题的意义  18
  §1-5 本章小结  18-19
第二章 少自由度并联平台的机构构型设计方法  19-25
  §2-1 引言  19
  §2-2 并联机构的自由度  19-20
  §2-3 机构构型设计  20-23
    2-3-1 现有方法探讨  20
    2-3-2 新方法的提出  20-23
    2-3-3 新方法总结  23
  §2-4 本章小结  23-25
第三章 三自由度并联平台的机构构型设计  25-42
  §3-1 引言  25
  §3-2 三自由度并联平台构型设计  25-38
    3-2-1 新方法的路线确定  25-27
    3-2-2 构型设计  27-38
  §3-3 构型的稳定性分析  38-41
    3-3-1 含UU形式支链的稳定性分析  38-41
    3-3-2 不含UU形式支链的稳定性分析  41
  §3-4 本章小结  41-42
第四章 三自由度并联平台的机构构型优化选用  42-49
  §4-1 引言  42
  §4-2 平动机构构型优化选用  42-45
    4-2-1 工作空间形状求解  42-44
    4-2-2 工作空间的形状对比分析  44
    4-2-3 平动机构的优化选用  44-45
  §4-3 第三支链的选用  45-48
    4-3-1 工作空间形状求解  45-46
    4-3-2 工作空间的形状对比  46-47
    4-3-3 第三支链的优化选用  47-48
  §4-4 机构构型的确定及改进  48
  §4-5 本章小结  48-49
第五章 三自由度并联平台的理论分析  49-61
  §5-1 引言  49
  §5-2 机构运动学正反解  49-53
  §5-3 速度分析  53-55
  §5-4 奇异位形分析  55-57
  §5-5 工作空间研究  57-58
    5-5-1 工作空间的重新定义  58
    5-5-2 正作空间的分析  58
  §5-6 尺度综合  58-60
    5-6-1 尺度综合参数的确定  59
    5-6-2 基于工作空间的尺度综合  59
    5-6-3 基于加工空间的尺度综合  59-60
  §5-7 本章小结  60-61
第六章 三自由度并联平台的实体结构研究  61-69
  §6-1 并联机构的执行器  61-62
    6-1-1 执行器的选用  61
    6-1-2 执行器的展望  61-62
  §6-2 关键部件的设计  62-64
  §6-3 并联平台的三维实体建模  64-66
  §6-4 并联机构的精度  66-68
    6-4-1 误差来源  66
    6-4-2 提高精度的方法  66-68
  §6-5 本章小结  68-69
第七章 结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74

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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 > 特种加工机床及其加工 > 光能加工设备及其加工
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