一种五轴联动混联机床的性能分析

覃才友; 黄娟; 李小汝

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.02.023

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一种五轴联动混联机床的性能分析

试验分析 | 更新时间：2022-10-09

- 一种五轴联动混联机床的性能分析
- Performance Analysis of a Five-axis Linkage Hybrid Machine Tool
- 机械传动 2019年43卷第2期页码：122-128
- 作者机构：
  
  1.四川省高温合金切削工艺技术工程实验室，四川德阳 618000
  2.四川工程职业技术学院机电工程系，四川德阳 618000
- 作者简介：
  
  覃才友（1978— ），男，四川达州人，硕士，副教授，工程师，主要从事机械设计制造、自动控制等研究。
- 基金信息：
  
  四川省科技支撑计划(2017RZ0062)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.02.023
  中图分类号：
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覃才友,黄娟,李小汝.一种五轴联动混联机床的性能分析[J].机械传动,2019,43(02):122-128.

Qin Caiyou,Huang Juan,Li Xiaoru.Performance Analysis of a Five-axis Linkage Hybrid Machine Tool[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(02):122-128.
覃才友,黄娟,李小汝.一种五轴联动混联机床的性能分析[J].机械传动,2019,43(02):122-128. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.02.023.

Qin Caiyou,Huang Juan,Li Xiaoru.Performance Analysis of a Five-axis Linkage Hybrid Machine Tool[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(02):122-128. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.02.023.

摘要

混联机床是串、并联机构以及机器人技术的结合，兼顾了各自优点，已越来越多地应用于复杂工件的加工中。提出一种可完成五轴联动的混联机床，同时分析该机床加工过程的实现及原理；基于并联模块中杆长约束条件，构建加工过程中的运动学模型；并利用速度投影，求解出并联模块雅可比矩阵；结合拉格朗日方程以及雅可比矩阵，建立机床动力学模型。最后结合Matlab对理论分析结果进行数值计算，并在已知机床切削量的情况下，求解机床驱动端位移、速度以及驱动力输入情况；结合运动学结果，对机床工作空间进行了分析。结果表明，该混联机床具有良好的运动学、动力学以及大范围工作空间等性能，并能满足复杂零部件的加工，也为混联机床的开发和研究提供理论依据。

Abstract

Hybrid machine tool is a combination of series， parallel mechanism and robotics，which contains the advantages of them and used more and more widely in the manufacturing equipment for parts with complex structure. A five-axis linkage hybrid machine tool is proposed， and the realization and principle of manufacturing process and principles are analyzed. Based on the constraint of rod length in parallel modules， the kinematics model in machining process is established. Based on the velocity projection， the Jacobi matrix of parallel modules is solved. The dynamics model of the machine tool is established which based on the Lagrange equations and Jacobi matrix. Finally， the theoretical analysis results are calculated by Matlab. The required machine driving displacement， speed and force is being solved in the case of known machine tool cutting amount. Combined with kinematics results， the machine tool workspace is analyzed. The results show that the hybrid machine tool has good kinematics， dynamics and large workspace and other performance， and can meet the complex parts processing， but also provide a theoretical basis for the development of hybrid machine tool.

关键词

混联机床并联模块雅可比矩阵拉格朗日方程

Keywords

Hybrid machine toolParallel moduleJacobi matrixLagrange equation

references

李晓丹，王晓磊，陈雪叶. SPS+SP+SPR并联机构的静刚度分析［J］. 机械设计与制造，2015（11）：178-180.

张双双，刘齐更. 一种少自由度并联机构静刚度研究田［J］. 机械设计与制造，2014（4）：178-181.

NEUMANN K E. Robot： 4732525［P］. 1988-03-22.

NEUMANN K E. System and Method for Controlling a Robot，No.6301525［P］. 2001-10-9.

Adept Technology Company Website. Quattro parallelrobots［EB/OL］. ［2011-03-01］https：//industrial.omron.us/en/products/quattrohttps://industrial.omron.us/en/products/quattro.

GAO Z，ZHANG D. Performance analysis，mapping，and multiobjective optimization of a hybrid robotic machine tool［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2015，62（1）：423-433.

刘辛军，汪劲松，高峰，等. 并联机器人机构新构型设计的探讨［J］. 中国机械工程，2001，12（12）：1339-1342.

朱小蓉，宋月月，沈惠平，等．基于POC方法的少自由度无过约束并联机构构型综合［J］．农业机械学报，2016（8）：370-377．

郭盛，孙振瑶，曲海波．基于支链构造法的新型6-DOF并联机构构型设计［J］．机械工程学报，2015（17）：35-42．

陈根良，王皓，来新民，等．基于广义坐标形式牛顿-欧拉方法的空间并联机构动力学正问题分析［J］．机械工程学报，2009，45（7）：41-48．

ZHAO Y J，YANG Z Y，HUANG T． Inverse dynamics of delta robot based on the principle of virtual work［J］. Transactions of Tianjin University，2005，11（4）：268-273．

孙恒辉，刘正士，陈恩伟．6-SPR并联机构运动学的一种分析方法［J］．农业机械学报，2009，40（1）：194-197．

白志富，韩先国，陈五一．基于Lagrange方程三自由度并联机构动力学研究［J］. 北京航空航天大学学报，2004，30（1）：51-54．

黄真，赵永生，赵铁石．高等空间机构学［M］. 北京：高等教育出版社，2006：245-252.

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