導(dǎo)語：并聯(lián)機(jī)床精度分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：介紹了并聯(lián)機(jī)床的誤差分類及特點。結(jié)合并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點，應(yīng)用微分關(guān)系建立了并聯(lián)6-SPS機(jī)構(gòu)位姿誤差分析的正解模型，給定各結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差即可得出主軸端的位姿誤差。應(yīng)用此模型可定量分析結(jié)構(gòu)誤差對主軸端位姿誤差的影響，為并聯(lián)機(jī)床的精度綜合提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)床；精度分析；位姿誤差

1并聯(lián)機(jī)床誤差基本分類及特點



（1）轉(zhuǎn)換誤差。轉(zhuǎn)換誤差是并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床所特有的一種誤差。它是由于控制系統(tǒng)中的運(yùn)動學(xué)模型與實際機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)之間的差別造成的。產(chǎn)生這種誤差的原因如下：運(yùn)動學(xué)模型含有某些簡化和假設(shè)，例如萬向鉸鏈的軸線與線性軸線不平坦性之間的差異是忽略不計的；并聯(lián)機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)數(shù)量大，相互之間是非線性耦合。

（2）動平臺質(zhì)量所造成的誤差。由于并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的運(yùn)動學(xué)柔性以及機(jī)床剛度在整個工作空間內(nèi)不是常數(shù)，動平臺的質(zhì)量(重力)將導(dǎo)致實際機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜態(tài)彈性變形量隨機(jī)床動平臺的位置而變化。

（3）彈性變形。彈性變形是機(jī)床構(gòu)件在受力后的變形量。除上面提到的重力外，切削力和加速運(yùn)動時的慣性力是并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床變形的主要來源。并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床動態(tài)載荷下的精確彈性變形是通過計算方法獲得。

（4）振動誤差。并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的動態(tài)剛度取決于它的固有頻率，最低固有頻率將限制機(jī)床的動態(tài)性能。通過刀頭點位置測量和控制來進(jìn)行補(bǔ)償。

（5）驅(qū)動誤差。對于用高速切削的并聯(lián)機(jī)床來說，驅(qū)動誤差是不可忽視的。在高速運(yùn)動的情況下，當(dāng)驅(qū)動力變化，或者改變速度方向時，就不可避免的產(chǎn)生驅(qū)動誤差，使加工工件的表面質(zhì)量下降，出現(xiàn)波紋。

（6）熱變形。熱變形是一種半靜態(tài)的、變化緩慢的誤差來源，與傳統(tǒng)機(jī)床一樣，它對并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的工作精度帶來不良影響。并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床的構(gòu)件大多中高速下運(yùn)動，發(fā)熱量較大，加以結(jié)構(gòu)緊湊，散熱條件較差，熱變形就成為影響機(jī)床工作精度的因素。

2誤差模型的建立

2.1并聯(lián)6-SPS機(jī)構(gòu)及其坐標(biāo)系

圖1是并聯(lián)6-SPS機(jī)構(gòu)及坐標(biāo)系示意圖，其上、下平臺各有6個球鉸Ai、Bi(i=1-6)，中間用驅(qū)動桿相聯(lián)。動坐標(biāo)系o''''-x′y′z′位于上平臺(活動平臺)幾何中心，o′點為刀頭點所在位置。x′軸垂直A1A6，z′軸垂直上平面向上。固定坐標(biāo)系o-xyz位于下平臺幾何中心坐標(biāo)，x軸垂直B1B6，z軸垂直下平臺向上。

設(shè)動平臺第i個鉸點Ai在在動坐標(biāo)系內(nèi)坐標(biāo)為ci，在固定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為Pi，R為動坐標(biāo)系到固定坐標(biāo)系的方向余弦矩陣，即變換矩陣。P=［xp，yp，zp］T為動坐標(biāo)系的原點在固定坐標(biāo)系上的坐標(biāo)（絕對坐標(biāo)）。則有：

3計算實例

并聯(lián)6-SPSStewart機(jī)構(gòu)上、下平臺坐標(biāo)系及結(jié)構(gòu)參數(shù)分別如圖2所示，設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)為：ra=600mm，rb=800mm，αa=π/4，αb=π/6，繞下平臺坐標(biāo)軸z、y、x的順序轉(zhuǎn)角(旋轉(zhuǎn)方向按右手法則，規(guī)定拇指向坐標(biāo)軸方向)分別為φ=30°，θ=40°，Ψ=40°，給定各結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差如表，,所得主軸端位姿誤差如表2。

參考文獻(xiàn)

［1］張曙，U•HeiSe1．并聯(lián)運(yùn)動機(jī)床［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［2］黃真，方躍法.并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)理論及其控制［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.