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(2PSR+PUU)& RP混联机床的位置及其工作空间分析

黄道阳 薄瑞峰 张旺旺 陈振亚

黄道阳, 薄瑞峰, 张旺旺, 陈振亚. (2PSR+PUU)& RP混联机床的位置及其工作空间分析[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 92-97. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.015
引用本文: 黄道阳, 薄瑞峰, 张旺旺, 陈振亚. (2PSR+PUU)& RP混联机床的位置及其工作空间分析[J]. 制造技术与机床, 2022, (3): 92-97. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.015
HUANG Daoyang, BO Ruifeng, ZHANG Wangwang, CHEN Zhenya. The position and workspace analysis of (2PSR+PUU)&RP hybrid machine tool[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 92-97. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.015
Citation: HUANG Daoyang, BO Ruifeng, ZHANG Wangwang, CHEN Zhenya. The position and workspace analysis of (2PSR+PUU)&RP hybrid machine tool[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (3): 92-97. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.015

(2PSR+PUU)& RP混联机床的位置及其工作空间分析

doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2022.03.015
基金项目: 

国家自然科学基金项目 52005456

山西省自然科学基金面上项目 201901D111128

详细信息
    通讯作者:

    黄道阳,男,1996年生,硕士研究生,研究方向为机构学与计算机智能技术。E- mail:504195217@qq.com

  • 中图分类号: TH124

The position and workspace analysis of (2PSR+PUU)&RP hybrid machine tool

  • 摘要: 针对并联机床摆角小,难以加工复杂曲面零件的缺点,提出一种新型(2PSR+PUU)&RP混联机床的机构构型。首先运用螺旋理论以及修正的K-G公式对机构自由度进行分析计算与验证。运用闭环矢量法对机构进行运动学分析,给出该机构的位置逆解以及基于粒子群算法的正解,确定驱动块和动平台的位姿关系。在SolidWorks软件中采用动静结合法绘制出其工作空间,并利用ADAMS对其摆角进行测算,验证了机构模型的正确性以及机构运动的可实现性。研究表明,混联机床具有3T2R这5个自由度,有较大的工作空间,且其刀具摆角可达(0°~90°),通过刀具的大摆角转动和五轴联动可应用于部分汽轮机,水轮机和航空发动机的叶片和复杂曲面零件的加工。

     

  • 图  1  混联机床示意图

    图  2  并联模块及坐标系示意图

    图  3  支链1运动螺旋示意图

    图  4  支链2运动螺旋示意图

    图  5  粒子群算法迭代优化图

    图  6  驱动动静结合法过程图

    图  7  工作空间图

    图  8  刀具摆角变化曲线图

    表  1  粒子群优化算法参数含义

    参数 意义
    v(i, : ) 粒子i的迭代速度
    ω 惯性权重
    m 学习因子
    x(i, : ) 粒子i的迭代速度
    pg 全局最优解
    下载: 导出CSV

    表  2  粒子群优化算法参数取值

    参数 数值
    学习因子 2
    惯性权重 0.9
    空间维数 3
    种群规模 50
    最大迭代次数 2 000
    x取值范围 [-400, 400]
    z取值范围 [0, 500]
    α取值范围 [0, 90]
    下载: 导出CSV

    表  3  位置正解运算结果

    算例 输入 输出
    S1 S2 S3 x z α
    1 0 10 10 10.397 52.380 44.556
    2 10 30 50 10.407 26.667 44.694
    3 50 20 30 10.398 60.226 36.407
    4 100 20 50 10.295 84.560 39.434
    5 150 50 50 10.408 95.412 44.456
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-09-28
  • 网络出版日期:  2022-03-12

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