外文翻譯--三軸并聯(lián)銑床的功能仿真器 中文版.doc

徐州工程學(xué)院外文翻譯1三軸并聯(lián)銑床的功能仿真器米洛斯Glavonjic和德拉甘米盧蒂諾維奇和莎莎Zivanovic收稿日期：2007年7月12日接稿日期：2008年6月27日發(fā)表時(shí)間：2008年7月24日施普林格出版社有限公司2008年倫敦摘要：盡管許多實(shí)驗(yàn)室，許多人以并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)機(jī)為研究和發(fā)展的主題，不幸的是，至今還是沒有個(gè)人有一定的成就。因此,利用低成本的但是功能強(qiáng)大的模擬器模擬三軸聯(lián)動(dòng)銑床來獲取基本經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)想法是基于這樣的模擬器可以由傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機(jī)床的控制驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。本文描述了一個(gè)包括相應(yīng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和編程算法的選擇模擬器的發(fā)展過程。功能模擬器的想法已經(jīng)被充分驗(yàn)證在標(biāo)準(zhǔn)化操作條件下，使得一些軟材料試件加工成功。關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)床；功能仿真器；模擬和測(cè)試1簡(jiǎn)介在當(dāng)今世界上，教育和培訓(xùn)具有戰(zhàn)略上的重要性，特別是在技術(shù)和科學(xué)學(xué)科。這也適用于并行結(jié)構(gòu)機(jī)研究和開發(fā)這個(gè)世界性的話題。對(duì)并聯(lián)機(jī)床的基本知識(shí)的已經(jīng)出版很多書，許多不同的并行機(jī)制，3至6個(gè)自由度，包括三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)平移正交，也有使用。今天，不幸的是，研究機(jī)構(gòu)，大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，和企業(yè)絕大多數(shù)沒有并聯(lián)機(jī)床。究其原因，很明顯，是教育和培訓(xùn)的新技術(shù)，如個(gè)人知識(shí)管理，成本高。為了有助于實(shí)現(xiàn)在造型，設(shè)計(jì)，控制，編程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的收購(gòu)，以及個(gè)人知識(shí)管理，降低成本，可以使用新提出的三軸并聯(lián)銑床功能仿真器來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)想法是基于這樣的模擬器可以由傳統(tǒng)的3軸數(shù)控機(jī)床的控制驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。作為傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機(jī)床的軸是相互正交，不同的三自由度正交平移關(guān)節(jié)空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可用于生成模擬器。本文描述了模擬器發(fā)展，包括相應(yīng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和編程算法的選擇程序。功能模擬器應(yīng)經(jīng)被驗(yàn)證了在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化操作條件下成功加工一些軟質(zhì)材料。2模擬器的概念根據(jù)現(xiàn)在的知識(shí),以系列運(yùn)動(dòng)機(jī)器和可用的資源為其程序,模擬器看作一種混合的三軸驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)數(shù)控銑床空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)。其中的一種功能仿真器的概念，如徐州工程學(xué)院外文翻譯2圖1所示。完全平行的三自由度不斷支撐關(guān)節(jié)的長(zhǎng)度和線性驅(qū)動(dòng)機(jī)制，由傳統(tǒng)的三軸數(shù)控機(jī)床的控制。這個(gè)機(jī)制是基于線性三角，但與正交的線性驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，促進(jìn)其用XM，YM和水平或垂直軸系列運(yùn)動(dòng)機(jī)ZM連接。通用平臺(tái)，始終保持與基地的同時(shí)，使主軸在三個(gè)不同的正交XP中。在圖一中,始終如一的平行與地平行,使主軸的位置在三個(gè)不同的正交XP,YP,ZP方向。在論文中。一些可能的配置的機(jī)制、其中的一個(gè)平臺(tái)被選中,因?yàn)樗贡阌诎惭b并聯(lián)機(jī)構(gòu)的機(jī)器在XM軸上。其中的2個(gè)自由度被用來減少來自XM和YM軸的震動(dòng),除了選擇和調(diào)整引擎的機(jī)理與所選擇的串行機(jī),下面的過程，模型，算法，以及軟件必須定義和發(fā)展:-對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)造型,即直接運(yùn)動(dòng)學(xué)、矩陣,運(yùn)動(dòng)學(xué)和奇異性分析模型-模擬工作空間分析和適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)的選擇-模擬器的設(shè)計(jì)制造3模擬器的機(jī)制作用同時(shí)作為垂直和水平三軸數(shù)控機(jī)床的串行正交和驅(qū)動(dòng)仿真器的軸，是最好的，如果三個(gè)自由度空間并聯(lián)，模擬器的機(jī)制以及正交平移的關(guān)節(jié)。與串行數(shù)控機(jī)床的軸耦合，這將是必不可少的，在一般情況下，至少有一個(gè)兩個(gè)自由度被動(dòng)的去耦串聯(lián)機(jī)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床模擬器與移動(dòng)刀架和工作臺(tái)的是最方便的。在這樣的概念下兩三個(gè)軸的耦合，使其中一個(gè)自由度串聯(lián)他們的去耦和被動(dòng)的模擬器驅(qū)動(dòng)機(jī)制就足夠了。如果沒有橫向和縱向的3軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的劃分，有三自由度正交平移關(guān)節(jié)，考慮和模擬器使用空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的一些例子，如圖2，他們的工作區(qū)的形狀也顯示在圖中。該機(jī)制類似于上面的例子，在圖所示，基本運(yùn)動(dòng)學(xué)的概念差異問題是可以解決的。自由度被動(dòng)串行，用于分離駕駛一系列數(shù)控機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)機(jī)制的例子如圖所3示。在一些系列數(shù)控機(jī)床的概念中，其軸線可直接用作模擬的并行機(jī)制平移關(guān)節(jié)。在這種情況下，模擬器的一般概念的基礎(chǔ)上，如圖所示機(jī)制就可能被簡(jiǎn)化了。圖4顯示了沒有自己的關(guān)節(jié)并聯(lián)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模擬器的例子。數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)臥式加工中心。相應(yīng)的機(jī)械接口連接與分離軸加工中心聯(lián)合組成一個(gè)平行四邊形。兩自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)加工中心分離出來Y和Z軸。圖5顯示了一個(gè)簡(jiǎn)化的立式數(shù)控銑床與兩個(gè)耦合軸模擬器的設(shè)計(jì)。模擬器的機(jī)制有一個(gè)自己的移動(dòng)式，聯(lián)合兩自由度串聯(lián)機(jī)構(gòu)也是垂直軸數(shù)控銑床脫鉤使用方法。徐州工程學(xué)院外文翻譯34模擬器造型的例子圖一中對(duì)模擬器詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是以圖六中的幾何模型為基礎(chǔ)的，由于機(jī)械本身特有的性質(zhì)，平臺(tái)和底座是平行的，因此，圖一中的每個(gè)空間平行四邊形由支柱表示。連接底座和平臺(tái)的坐標(biāo)構(gòu)架P和B是平行的，同時(shí)平行于參考系列機(jī)器協(xié)調(diào)框架M，這使得整個(gè)模擬器造型歸于普通化。這意味著分離并聯(lián)機(jī)構(gòu)的造型本身是可行的，并且不考慮其安裝在水平還是垂直的系列機(jī)器上，也不考慮其在平臺(tái)上的軸的位置。構(gòu)架B和P中的向量V分別用Bv和Pv.表示。模擬器參數(shù)定義的向量：移動(dòng)平臺(tái)上的連接中心之間的中心點(diǎn)Ci的位置向量在構(gòu)架P被定義為PPCi；（i=1，2，3）工具末端的位置向量在構(gòu)架P中被定義為PPT；xTPyTPzTPt,wherezTP=-h.模擬器的驅(qū)動(dòng)軸參考點(diǎn)Ri的位置向量被定義為BPRi；（i=1，2，3）連接坐標(biāo)向量L=l1l2l3T,l1,l2,和l3是系列CNC機(jī)器在lminlilmax范圍內(nèi)提供動(dòng)力和控制的標(biāo)量變數(shù)，而Bai是單位向量，TBa0011,TBa0102和TBa1003領(lǐng)域坐標(biāo)向量：TTTTTBZYXP代表工具末端已編制好的位置向量，而TpppOPBzyxPx代表平臺(tái)的位置，即連接在上面的坐標(biāo)構(gòu)架P的原操作。由于坐標(biāo)構(gòu)架B和P總是平行的，所以這兩個(gè)向量之間的關(guān)系是很明顯的，即tpOPBtBPPP(1)其它向量和參數(shù)的定義如圖六所示，其中Bwi和Bqi是單位向量，而C是相互連接的平行四邊形的固定長(zhǎng)度。模擬器連接坐標(biāo)向量Tllll321和系列機(jī)器連接坐標(biāo)TMMMzyxm之間的關(guān)系如圖六所示，是根據(jù)圖六中幾何關(guān)系，得出下列等式：徐州工程學(xué)院外