虚拟环境下并联机床建模与仿真

详细内容

1　前言
　　并联机床具有结构简单、刚性好、用材少、重量轻、适应性强等优点。从机床结构学的观点看，并联机床与传统机床的本质区别在于刀具在笛卡儿系中的运动是可控关节伺服运动的非线性映射。这种关系往往导致设计工作较传统机床更为复杂，且必须依赖计算机完成［1］。虚拟设计是虚拟制造技术的重要组成部分。利用这种技术可高效准确地在计算机上实现可视化的“数字机床”，进而为样机性能、功能和外观的评价提供了有利的手段。
　　本文结合天津大学机械工程学院正在开发研制的3-hss型并联机床，以mechanicaldesktop(mdt)r2.0+supersky－3d及与之无缝连接的workingmodel3d3.0为开发平台，实现了对虚拟样机的三维实体建模和运动学仿真。

2　3－hss型并联机床工作原理
　　如图1所示，3－hss型并联机床由动平台，静平台和三对立柱—滑鞍—支链组成；每条支链中含三根平行杆件，各杆件一端与滑鞍，另一端与动平台用球铰连接，滑鞍在伺服电机和滚珠丝杠螺母副驱动下，沿安装在立柱上的滚动导轨作上下运动。考虑到各支链中三根杆件两两构成平行四边形结构，故可有效地约束动平台转动自由度，使其仅提供沿笛卡儿坐标的平动。

500mm圆周上作周向进给运动的瞬时状态。