目錄
《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 并聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用發(fā)展 1
1.2 并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)及控制研究狀況 6
1.2.1 冗余機(jī)床動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法 6
1.2.2 冗余機(jī)床動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法 7
1.2.3 并聯(lián)機(jī)床的控制 8
1.3 本書的主要內(nèi)容 10
參考文獻(xiàn) 12
第2章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的性能分析 17
2.1 引言 17
2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 17
2.3 冗余機(jī)床工作空間 21
2.3.1 位置工作空間 21
2.3.2 姿態(tài)工作空間 23
2.4 靈巧度分析 25
2.5 奇異性 26
2.5.1 微分運(yùn)動(dòng)分析 26
2.5.2 奇異位形分析方法 27
2.5.3 驅(qū)動(dòng)冗余對(duì)正運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異位形的影響 28
2.5.4 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床奇異性 29
2.6 剛性分析 32
2.6.1 力雅可比矩陣 32
2.6.2 剛度評(píng)價(jià)指標(biāo) 33
2.6.3 驅(qū)動(dòng)冗余對(duì)機(jī)構(gòu)剛度的影響 36
2.6.4 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床剛度性能 36
參考文獻(xiàn) 39
第3章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定 41
3.1 引言 41
3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定原理 41
3.3 辨識(shí)方程 43
3.3.1 辨識(shí)方程的簡化 43
3.3.2 最少參數(shù)線性組合的誤差建模方法 44
3.3.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床外部標(biāo)定的誤差建模 47
3.4 測量 52
3.4.1 最少參數(shù)線性組合的測量方案設(shè)計(jì)方法 53
3.4.2 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床外部標(biāo)定的測量方案設(shè)計(jì) 55
3.5 誤差補(bǔ)償 60
3.5.1 最少參數(shù)線性組合的分步誤差補(bǔ)償方法 60
3.5.2 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床外部標(biāo)定的誤差補(bǔ)償 61
參考文獻(xiàn) 64
第4章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的靜剛度建模與實(shí)驗(yàn) 67
4.1 引言 67
4.2 剛度建模 67
4.2.1 坐標(biāo)變換 68
4.2.2 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌滑臺(tái)系統(tǒng)剛度模型 69
4.2.3 整機(jī)剛度模型 73
4.3 驅(qū)動(dòng)冗余及非冗余并聯(lián)機(jī)床剛度模型 74
4.3.1 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床整機(jī)剛度 74
4.3.2 非冗余并聯(lián)機(jī)床整機(jī)剛度 77
4.3.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床和非冗余并聯(lián)機(jī)床剛度比較 79
4.4 基于ABAQUS 的剛度分析 81
4.5 機(jī)床部件對(duì)整機(jī)剛度的影響 85
4.5.1 曲柄厚度對(duì)整機(jī)剛度的影響 85
4.5.2 護(hù)板截面參數(shù)對(duì)整機(jī)剛度的影響 86
4.5.3 連桿結(jié)構(gòu)對(duì)整機(jī)剛度的影響 89
4.5.4 軸承徑向剛度及絲杠剛度對(duì)整機(jī)剛度的影響 90
4.6 剛度實(shí)驗(yàn) 93
4.6.1 實(shí)驗(yàn)原理及結(jié)果 93
4.6.2 剛度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 95
參考文獻(xiàn) 98
第5章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的逆動(dòng)力學(xué) 100
5.1 引言 100
5.2 基于虛功原理的剛體動(dòng)力學(xué)建模方法 100
5.2.1 偏速度矩陣和偏角速度矩陣 101
5.2.2 剛體上作用力等效規(guī)則 102
5.2.3 動(dòng)力學(xué)模型 103
5.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床剛體動(dòng)力學(xué)模型 104
5.3.1 運(yùn)動(dòng)部件偏速度矩陣和偏角速度矩陣 104
5.3.2 加速度分析 105
5.3.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)模型 106
5.3.4 驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化 108
5.4 動(dòng)力學(xué)操作度 113
5.4.1 動(dòng)力學(xué)操作度評(píng)價(jià)指標(biāo) 113
5.4.2 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)操作度 114
5.5 考慮桿件變形的動(dòng)力學(xué)建模方法 115
5.5.1 連桿質(zhì)心加速度分析 116
5.5.2 機(jī)構(gòu)受力分析 117
5.5.3 驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化 119
5.5.4 數(shù)值仿真 120
參考文獻(xiàn) 124
第6章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí) 127
6.1 引言 127
6.2 面向動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)應(yīng)用的動(dòng)力學(xué)模型 127
6.2.1 基本動(dòng)力學(xué)參數(shù) 127
6.2.2 線性化形式動(dòng)力學(xué)模型 128
6.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)原理 130
6.4 兩步辨識(shí)法 133
6.4.1 基本原理 133
6.4.2 激勵(lì)軌跡優(yōu)化的評(píng)價(jià)指標(biāo) 133
6.4.3 慣性力有關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí) 134
6.4.4 摩擦力系數(shù)辨識(shí) 136
6.5 動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)研究 136
6.5.1 辨識(shí)實(shí)驗(yàn) 136
6.5.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 138
參考文獻(xiàn) 139
第7章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的回零方法 141
7.1 引言 141
7.2 機(jī)床回零原理 142
7.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床回零 144
7.3.1 機(jī)床位形對(duì)回零的影響 144
7.3.2 回零策略 145
7.3.3 回零實(shí)驗(yàn) 149
參考文獻(xiàn) 150
第8章 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床的控制 152
8.1 引言 152
8.2 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床位置-力控制 152
8.2.1 位置控制 152
8.2.2 位置-力控制 155
8.2.3 位置環(huán)控制器設(shè)計(jì) 157
8.3 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床位置-力交換控制 161
8.3.1 位置-力控制缺點(diǎn) 161
8.3.2 位置-力交換控制 161
8.3.3 位置補(bǔ)償 163
8.4 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床動(dòng)力學(xué)差分預(yù)測控制 166
8.5 控制策略實(shí)驗(yàn)研究 167
8.5.1 控制系統(tǒng)硬件組成 167
8.5.2 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 170
8.5.3 動(dòng)力學(xué)差分預(yù)測控制實(shí)驗(yàn) 174
8.6 驅(qū)動(dòng)冗余并聯(lián)機(jī)床性能評(píng)價(jià) 175
8.6.1 輪廓誤差實(shí)驗(yàn) 175
8.6.2 位置精度實(shí)驗(yàn) 178
8.6.3 切削實(shí)驗(yàn) 180
參考文獻(xiàn) 182