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徐州工程学院外文翻译三轴并联铣床的功能仿真器米洛斯007年7月12日 接稿日期：2008年6月27日 发表时间：2008年7月24日 施普林格出版社有限公司2008年伦敦摘要：尽管许多实验室，许多人以并联机床的运动机为研究和发展的主题，不幸的是，至今还是没有个人有一定的成就。因此,利用低成本的但是功能强大的模拟器模拟三轴联动铣床来获取基本经验。这个想 是基 这 的模拟器 以的三轴 机床的 动基 的。本文 一个 的并联机 ，运动学 模和 程 的 模拟器的发展 程。功能模拟器的想 经 验，一工成功。关键词：并联机床 功能 器模拟和1简介今 ，”和 有 的，是和学学。这 用 并 机研究和 发这个的题。并联机床的基本的 经出版 多 ，许多不 的并 机 ， 至6个 ， 三 并联机 ， 有用。今 ，不幸的是，研究机 ，大学实验室，和 大多 没有并联机床。究 因， ，是”和的， 个人管 ，成本 。为 有 实， ， ， 程实 经验的收 ，以 个人管 ， 低成本， 以用出的三轴并联铣床功能 器来实。这个想 是基 这 的模拟器 以 的 轴 机床的 动基 的。为 的三轴 机床的轴是 ，不 的三 间并联机 ， 用 成模拟器。本文 模拟器发展， 的并联机 ，运动学 模和 程 的 程 。功能模拟器 经 验 成功工一2模拟器的概念的,以 运动机器和 用的 为 程 ,模拟器 一种混合的三轴 动 铣床间并联机 。 中的一种功能 器的概念， 图1所示。完全 的三 不断支撑 的长 和线 动机 ， 的三轴机床的 。这个机 是基 线三角，但与 的线 动 ，促 用垂直轴 运动机用 台，始终保持与基地的 1徐州工程学院外文翻译时，主轴三个不 的 图一中,始终 一的 与地 ,主轴的位置三个不 的 P,论文中。一 能的配置的机 、中的一个 台 中,因为它便 安装并联机 的机器中的2个 用来减少来 和调整引擎的机 与所 的串 机,“面的 程，模， ，以 须定义和发展:-并联机 运动,即直接运动学、矩阵, 运动学和奇异 析模间 析和的 参 的 3模拟器的机制作用时为垂直和水 三轴 机床的串 和 动 器的轴，是最好的， 果三个 间并联，模拟器的机 以 的 。与串 机床的轴耦合，这将是必不 少的，一般情况“，至少有一个两个 动的去耦串联机 。 机床模拟器与 动刀架和工台的是最方便的。这 的概念“两三个轴的耦合， 中一个 串联他们的去耦和 动的模拟器动机 就足够 。果没有横向和纵向的 轴 机床运动 的划 ，有三 ，考虑和模拟器用间并联机 的一例子， 图2，他们的工区的形状 示图中。该机 类似 面的例子，图所示，基本运动学的概念差异问题是 以解决的。 动串 ，用 离驾驶一 机床轴运动机 的例子 图所 示。一 机床的概念中， 轴线 直接用模拟的并 机 。这种情况“，模拟器的一般概念的基 ， 图所示机 就 能 简。图4 示 没有 己的 并联机 简模拟器的例子。 机床的 动是一个卧式工中心。 的机械接口连接与 离轴工中心联合组成一个 四边形。两 串联机 工中心 离出来5 示 一个简的立式 铣床与两个耦合轴模拟器的 。模拟器的机 有一个 己的 动式，联合两 串联机 是垂直轴 铣床脱钩用方 。4模拟器造型的例子图一中模拟器详细的运动学 析是以图六中的几何模为基 的， 机械本身有的， 台和底座是 的，因此，图一中的每个间 四边形 支 表示。连接底座和 台的 架 P 和 是 的， 时 参考 机器调 架 M ，这整个模拟器 普通。这 离并联机 的本身是 的，并 不考虑 安装水 还是垂直的 机器 ， 不考虑 台 的轴的位置。 架 和 P 中的向 用 v 和 示。模拟器参 定义的向 ：动 台 的连接中心 间的中心 架 P 定义为2徐州工程学院外文翻译PP i i 1，2， 工 的位置向 架 P 中 定义为 P P P , P - 模拟器的 动轴参考 定义为 Pi i 1，2， 连接向 l1 l2 l , ,l1,和l 是 机器动和 的 ，fi 0 11 , 1 02 和 0 03 向 ： 表工 好的位置向 ， 表 台的位置，即连接 面的 架 P 的 。 架 和 P 是 的，所以这两个向 间的 是 的，即 1 它向 和参 的定义 图六所示， 中 连接的 四边形的定长 。模拟器连接 向 21 和 机器连接 间的 图六所示，是图六中几何 ，出“ 式：式4中两边以 方出：式 中 用运动学便 简。为 ”足这个，人们 经 的方 ，即置参考 i， 通 式5中的机械参 ，三个式的方程组：3徐州工程学院外文翻译这个方程组 出： 的运动学式 和直接运动学式 以 式出：所，通 调整模拟器的机械参 ，式6， 和直接运动学的解大大 简 。为 ”足式6中的用 六示长 的支 ， 图， 用通 支 长 的 和 运动学解，定义 不 i, i 1, 2, 的参 位置，并通 定，图。析运动学的正解和逆解析运动学方差解，式8，定 台位置的情况“，不 的 机械 有：4徐州工程学院外文翻译基本 ，图2a，式8中， 方 的所有 是 的 一，图2 ，式8中， 方 所有 是 的它 能的机械 ，式8中， 方 的 是 用 的方 ，通 运动学 解 析，式 ， 动轴位置定的情况“， 立不 的 机械 ：基本 ，图2a，和实 情况一 ，式 中， 方 是 的 ，图2式 中， 方 是 ， 动 机器的 通 不 的方 实图2所示的基本的和 的 。可比矩阵和异常分析P 大，这个问题 细 析， 图2的机械，这种机械 用来发展水 机器中心的模拟器， 图1。考虑时间的情况“区 式8，的 矩阵为：方程组7中的式有连接和 的功能，它们的区 以出 矩阵：中是 运动学的 矩阵，用这种方 ， 以出三种不 形式的异， ， 运动学异 和联合异 。细 析 矩阵的决定因 ，5徐州工程学院外文翻译运动学异 和联合异 是 的。通 的 和式，图8中 示 能的模拟器异 ， 图8中以 出，所有的异 论 获工间的 ，所以，通 足够的 解 和或机械限 以 地这异 ，这就 获的模拟器工间 论 的工间， 论 工间的线是 的 ，的轴是 运动学式8中出的X , Y , Z ， 时的以图8中的 为中心的。5 模拟器的实例大 ，除 合的运动学 ， 的几何维 是 的，因为考虑 定的用，这是个 的工， 发P 研究，调整图1、4和5中的模拟器 参 是为 用 机器运果的基 获 多的模和工间维 ， 中 的模拟器就是配 机器的，这个程 必须 ，因为 基 参 时，考虑机 因 能的 和 J 与 J1 决定因 的 式14、15和16中涉 。图6中模拟器的几何模中， 以 工间维 主受 四边形长 的影响， 时达图8中D , D 和 D 出的机械距离。 配备模拟器的 用 机器，用 的程 四边形长 和 , , a 的合 析，每次 程中，注 潜的 限 、 以 J 与 J1 的，即异 产 的距离。用这种方 的参 图 中模拟器 的详细 中 微的纠 ，长 850 、, 00 和, a 550 的 四边形的形状、积和 获工间的位置 图2用这种 想和 参 的基 ， 头两个模拟器， 图 、10所示。6徐州工程学院外文翻译6 模拟器编程和测试P 台 以 n 发模拟器 程 图11 ，几何工间模 以和 它 换，并 以模工 轨迹，线插值工 轨迹是 文。模拟器用者 以 它方式 能画出工 轨迹， 的基 部 是 v iln o o组成的，并 不用后 器发电机，后 器 运动学 ic a 、模拟器参 和模拟器工 的运 则 图12 ，模拟器工 线是必的，因为 机器线插值是 做模拟器联合 插值用的，这 的，模拟器的工 轨迹先定 的偏差“，先定 是 文中 j1 和 j 间， 以这种方式获 机床长 目 送 机床， 以闲的模拟器运 验。轴的运动经 器 检查 。该模拟器这个阶段的 ：核查的程 和通信 ，切割工各种 图1 。7结束语为 有 实， ， ， 程实 经验的收 ，以 低个人管 的成本，出 三轴并联铣床功能 。所 发的三维并联 铣床功能 器为混合 ，有的备 机床的 和并联机 ，为全面和 杂的”学 施。 功能模拟器的想 ，为验一 出成功的决策。这个想 能会 一步用 模拟器的决策。 谢 塞尔维亚部支持，并出的尤里卡 划 2 工。7
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