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)床動力學(xué)及控制研究狀況 6
1.2.1 冗余機(jī)床動力學(xué)優(yōu)化方法 6
1.2.2 冗余機(jī)床動力學(xué)參數(shù)辨識方法 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)動冗余并聯(lián)機(jī)床的性能分析 17
2.1 引言 17
2.2 運動學(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 微分運動分析 26
2.5.2 奇異位形分析方法 27
2.5.3 驅(qū)動冗余對正運動學(xué)奇異位形的影響 28
2.5.4 驅(qū)動冗余并聯(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 剛度評價指標(biāo) 33
2.6.3 驅(qū)動冗余對機(jī)構(gòu)剛度的影響 36
2.6.4 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床剛度性能 36
參考文獻(xiàn) 39
第3章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床的運動學(xué)標(biāo)定 41
3.1 引言 41
3.2 運動學(xué)標(biāo)定原理 41
3.3 辨識方程 43
3.3.1 辨識方程的簡化 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)計方法 53
3.4.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床外部標(biāo)定的測量方案設(shè)計 55
3.5 誤差補償 60
3.5.1 最少參數(shù)線性組合的分步誤差補償方法 60
3.5.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床外部標(biāo)定的誤差補償 61
參考文獻(xiàn) 64
第4章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床的靜剛度建模與實驗 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 滾動直線導(dǎo)軌滑臺系統(tǒng)剛度模型 69
4.2.3 整機(jī)剛度模型 73
4.3 驅(qū)動冗余及非冗余并聯(lián)機(jī)床剛度模型 74
4.3.1 驅(qū)動冗余并聯(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)床部件對整機(jī)剛度的影響 85
4.5.1 曲柄厚度對整機(jī)剛度的影響 85
4.5.2 護(hù)板截面參數(shù)對整機(jī)剛度的影響 86
4.5.3 連桿結(jié)構(gòu)對整機(jī)剛度的影響 89
4.5.4 軸承徑向剛度及絲杠剛度對整機(jī)剛度的影響 90
4.6 剛度實驗 93
4.6.1 實驗原理及結(jié)果 93
4.6.2 剛度實驗結(jié)果分析 95
參考文獻(xiàn) 98
第5章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床的逆動力學(xué) 100
5.1 引言 100
5.2 基于虛功原理的剛體動力學(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 動力學(xué)模型 103
5.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床剛體動力學(xué)模型 104
5.3.1 運動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)動冗余并聯(lián)機(jī)床動力學(xué)模型 106
5.3.4 驅(qū)動力優(yōu)化 108
5.4 動力學(xué)操作度 113
5.4.1 動力學(xué)操作度評價指標(biāo) 113
5.4.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床動力學(xué)操作度 114
5.5 考慮桿件變形的動力學(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)動冗余并聯(lián)機(jī)床的動力學(xué)參數(shù)辨識 127
6.1 引言 127
6.2 面向動力學(xué)參數(shù)辨識應(yīng)用的動力學(xué)模型 127
6.2.1 基本動力學(xué)參數(shù) 127
6.2.2 線性化形式動力學(xué)模型 128
6.3 動力學(xué)參數(shù)辨識原理 130
6.4 兩步辨識法 133
6.4.1 基本原理 133
6.4.2 激勵軌跡優(yōu)化的評價指標(biāo) 133
6.4.3 慣性力有關(guān)的動力學(xué)參數(shù)辨識 134
6.4.4 摩擦力系數(shù)辨識 136
6.5 動力學(xué)參數(shù)辨識實驗研究 136
6.5.1 辨識實驗 136
6.5.2 驗證實驗 138
參考文獻(xiàn) 139
第7章 驅(qū)動冗余并聯(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)動冗余并聯(lián)機(jī)床回零 144
7.3.1 機(jī)床位形對回零的影響 144
7.3.2 回零策略 145
7.3.3 回零實驗 149
參考文獻(xiàn) 150
第8章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床的控制 152
8.1 引言 152
8.2 驅(qū)動冗余并聯(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 157
8.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床位置-力交換控制 161
8.3.1 位置-力控制缺點 161
8.3.2 位置-力交換控制 161
8.3.3 位置補償 163
8.4 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床動力學(xué)差分預(yù)測控制 166
8.5 控制策略實驗研究 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 動力學(xué)差分預(yù)測控制實驗 174
8.6 驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)床性能評價 175
8.6.1 輪廓誤差實驗 175
8.6.2 位置精度實驗 178
8.6.3 切削實驗 180
參考文獻(xiàn) 182