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3PTT2R串并联数控机床动力学耦合特性研究.PDF

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2015年 12月 农 业 机 械 学 报 第 46卷 第 12期 doi:10.6041/j.issn.10001298.2015.12.049 3PTT 2R串并联数控机床动力学耦合特性研究 1,2 3 1 蔡   张邦成  姚 禹 (1.长春工业大学应用技术学院,长春 130012;2.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240; 3.长春工业大学汽车工程研究院,长春 130012) 摘要:为较好地保证机床动力学特性和在复杂曲面加工过程中有较好的加工精度,基于机构运动和受力规律,针对 设计的3并联2串联混合型数控机床进行动力学耦合问题研究。提出了一种联合应用凯恩方程及拉格朗日方程 的动力学解耦方法。建立了机床串联及并联部分完整的动力学耦合模型并确定了耦合因素。进行了复杂曲面零 件的动力学耦合仿真,仿真结果表明:建立的动力学耦合模型是正确且可行的,符合运动学及受力规律。进行了复 杂曲面零件的切削加工实验,机床运行平稳且速度较快,无较大奇异位置及耦合误差。表面粗糙度结果反映了机 床的运动精度,干涉条纹证明了机床受力均匀。实验结果表明理论分析正确,该研究方法和过程不仅能够真实、主 动和有效地解决机床动力学耦合问题,而且可为后续机床精确伺服控制提供基础。 关键词:串并联机床 奇异约束条件 耦合因素 动力学耦合 中图分类号:TH112 文献标识码:A 文章编号:10001298(2015)12036208 DynamicsCouplingCharacteristicsof3PTT 2R NCSerialparallelMachineTool 1,2 3 1 CaiYun  ZhangBangcheng YaoYu (1.SchoolofSoftTechnology,ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012,China 2.SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China 3.AutomotiveEngineeringResearchInstitute,ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130012,China) Abstract:Thedynamicscouplingproblemfortheselfdesigned“3parallels 2series”mixedtypeNC ∪ machinetoolwasstudiedbasedonthekinematicsandforceruleofmechanisminordertoensurethatthe machinecanhavegooddynamicscharacteristicsandhighqualityofpartsduringtheprocessofmachining complexsurface.AmethodbasedonKaneandLagrangewasputforward.Awholedynamicscoupling modelofserialandparallelmechanismwasestablishedandthecouplingfactorsweredetermined.The processofmachiningcomplexpartandtheforceofmachinetoolweredynami
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