基于ADAMS的3-TPS混联机床动态特性分析.pdf

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1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第9期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．42No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．09．002基于ADAMS的3-TPS混联机床动态特性分析孟祥志。赵柏庆(1．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819；2．沈阳自动控制研究设计院，辽宁沈阳110016)摘要：利用ADAMS软件对3-TPS型混联机床进行振动测试分析和加工仿真分析，建立了机床动态仿真分析的刚柔耦合模型，分析了机床在各个方向的振动特性，仿真分析了切削力下机床刀尖位置的位移偏差。结果表明，该机床y、

2、z方向的振动响应较大，向的响应较小；在铣削力作用下，刀尖点位移产生了明显的偏移，致使机床的加工精度降低。关键词：混联机床；ADAMS；振动；动态特性中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)9—006—4DynamicCharacteristicAnalysisfor3．TPSHybridMachineToolBasedonADAMSMENGXiangzhi，ZHAOBaiqing(1．SchoolofMechanicalEngineering&Automation，NortheasternUniversity，ShenyangL

3、iaoning110819，China；2．ShenyangInstituteofAutomaticControl，ShenyangLiaoning110016，China)Abstract：The3．TPShybridmachinetoolwastakenforvibrationtestanalysisandsimulationanalysisbyusingtheADAMSsoft—ware，andtherigid．flexiblecoupledmodelofthemachinetoolfordynamicsimulationanalysiswasestablish

4、ed．Thevibrationcharae—teristicsofthemachinetoolineachdirectionwereanalyzed，andthecutterpoint’Spositiondeviationundercuttingforcewasanalyzedwithsimulation．TheresuhsshowthatthevibrationresponseinY，ZdirectionofthemachinetoolislargerandsmallerinXdirection；undertheactionofmiUingforce，thecutt

5、erpoint'sdisplacementhasappearedobviousdeviationandmadethemachiningaccuracyre—duced：Keywords：Hybridmachinetool；ADAMS；Vibration；Dynamiccharacteristics并联式机器人机床是机器人技术与机床技术相结动。机构动平台的法线与水平面成45。角．配置，安装合产生的高科技产品，随着机床日益向高速、高效和在动平台上的主轴部件可以绕动平台的法线方向转高精度发展，其振动性能的优劣是影响机床性能的重动，使主轴的轴线可以立卧转换。要因素。如何提高并

6、联机床的抗振性能已经成为这类机床的关键技术⋯。因此对并联机器人机床进行动态性能研究具有十分重要的意义。对并联机器人的动力学模型进行理论分析时由于不确定的因素很多，需要进行诸多简化，很难建立准确的动力学模型。同时，对其进行激振测试实验时也很难排除干扰因素从而找出机床的薄弱环节，因此把理论分析和仿真测试紧密地结合起来，是优化并联机(a)机床结构图(b)CAD模型器人结构和测试动态特性的有效途径。文中利用AD—AMS软件对并联机床进行振动分析和切削加工仿真。图l混联机床结构1机床模型2机床振动模型的建立图1是3-TPS型立卧转换式}昆联机床。该机床机振动分析主要在频域或时域

7、内计算系统某些点的构的动静平台之间配置一个由两个平行四边形组成的响应和系统的模态，通过振动分析和模态分析来确定平行机构，平行机构限制了动平台两个方向的转动，如何降低或抑制系统的振动响应。在ADAMS的振动使动平台只能作3个方向的移动和1个派生的转动运仿真分析模块ADAMS／Vibration中可对系统进行多方收稿日期：2013—04—28基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175069)；中央高校基本科研业务专项资金资助(N120403005)作者简介：孟祥志(1972一)，男，博士，副教授，研究领域为机器人与机床技术、振动与阻尼技术、优化设计技