● 摘要
摘 要并联机床虽然越来越成为机床家族中最有生命力的新成员，但目前并联机床的很多优势还发挥不出来，究其原因是精度问题难以妥善解决。精度问题成为并联机床能否投入工业运行的关键。本文在完成并联机床的整体结构设计、三维建模和虚拟装配的基础上，进行了并联机床的精度分析和精度综合，为改善机床的设计质量和提高机床的精度提供了资料和依据。本文借助数学推导及Matlab软件编程分析计算，确定了丝杠伸缩范围，为选择丝杠的长度提供了依据；确定了球铰链最大偏转角，为其开槽大小提供了依据；确定了所需的最大功率，为电机功率参数的选定提供了依据。针对3RPS并联机床，设计了一套球铰链和一套三轴串联式铰链。通过对整个机床的结构分析，确定了球铰链的主要几何参数，完成了整个球铰链的设计。本文给出了三轴串联式铰链设计结果，该铰链的难点是如何确保最后制造出的铰链三轴线汇交于一点。建立了动、静平台三维模型；采用了自底向上的装配方式，以机床静平台作为基准件，其余各组件按照装配层级关系和约束配合关系，依次进行装配，完成了并联机床虚拟装配。建立了各误差项与动平台上末端执行构件的位置姿态误差间的映射关系，运用了并联机床输出位姿误差的影响因子分析法，并根据所建立的数学模型，结合实例分析了各误差项对并联机床的位姿误差的影响程度大小，得出了敏感误差项。建立了并联机床动平台上末端执行构件输出位姿精度综合数学模型，运用了两种不同的精度综合方法。从实例出发，对精度综合的最终结果及有效性进行了分析，揭示了原始误差等效作用原理的合理使用条件，以及影响因子加权法在并联机床的结构设计和装配中的作用。关键词：并联机床，精度，精度设计，精度分析，精度综合