3--tps混联机床标定技术的研究

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1、万方数据分类号UDC作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：密级学位论文3-TPS混联机床标定技术研究黄镇史家顺副教授东北大学机械工程与自动化学院硕士学科类别：专业学位机械工程2012年月2012年7月论文答辩日期：2012年6月答辩委员会主席：东北大学2012年6月万方数据ADissertationinMechanicalEngineeringResearchontheCalibrationTechniqueof3-TPSHybridMachineToolByHuangzhenSuperv

2、isor：AssociateProfessorShiJiashunNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：案职日期：加72．2．砂7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学

3、校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：靠锤签字日期：加J工．5．砂r／两年口√导师签名：签字曰期：．I．必争降沙P石一节万方数据东北大学硕士学位论文摘要3-TPS混联机床标定技术研究摘要混联机床是从上个世纪末开始逐渐兴起的一种新型制造装备，它可以实现多坐标联动数控加工，装配和测量等功能，也可以满足复杂零件加工的需要。由于其自身具有刚度重量

4、比大，相应速度快，易于实现模块化设计，环境适应能力强等优势，混联机床已成为新一代机床发展的一个方向。与国外相比，我国关于混联机床的研究也取得了一定的研究成果，但在整体水平上还存在一定差距。在限制混联机床发展的众多因素中，加工精度是一个比较突出的问题，对混联机床误差源进行分析，提高混联机床的加工精度，将加快混联机床的产业化发展。并联机床标定的基本原理就是利用参数的实测信息构造误差函数，以误差函数最小化为目标函数进而辨识出机构的运动学参数。并联机床的运动学标定可分为系统建模，误差测量参数辨识和误差补偿四个步骤。本文以东北大学先进制造及自动

5、化研究所研制的新型3-TPS混联机床为研究对象，分析结构误差来源，在建立机床的运动学反解模型的基础上，对动平台姿态进行描述并构造动平台位置，姿态误差与结构误差之间的关系，并对主要结构误差进行标定实验研究。具体内容如下：(1)以混联机床整体为研究对象，定义动静平台上铰链点的坐标，推导机构的位置反解模型，并基于平行四边形机构分析推导了机床运动的正解及逆解模型。(2)对混联机构进行分析，得出机床存在主要的结构误差，包括杆长误差和铰链点位置误差，分析杆长误差和铰链点位置误差对终端平台位姿的影响，并针对3-TPS混联机床存在的主要结构误差提出运

6、动学标定方法。(3)对混联机床进行标定实验研究，获得实验数据，然后通过迭代计算获得机床的实际杆长和铰链点坐标，并在控制系统中以实际模型代替理论模型。(4)对混联机床的标定结果提出验证实验方案，分析标定前后机床运动精度改善情况，并对在测量实验中引入测量误差对实验结果的影响作出分析，并对机床的平行约束机构的标定进行探索性研究。本论文对3-TPS混联机床的杆长和铰链点误差进行标定实验研究，对提高机床的加工精度具有重要的现实意义。但是，由于混联机床精度问题的复杂性和时变形，还需要在控制精度和实时补偿等方面做许多的研究工作。关键词：混联机床；误

7、差；精度；标定；一TT．万方数据ResearchontheCalibrationTechniqueof3-TPSHybridMachineToolAbstractThehybridmachinetools(HMT)isanovelclassofmanufacturingequipment，whichrisesinrecentyears．ByusingHMT,itiseasytosatisfytherequirementsofmulti。axisNCmachining，assembleandmeasurement，SOtheHMTcan

8、beutilizedtofabricatethepartswithcomplexsurface．Becauseoftheadvantages，suchasitshighratioofstiffnesstomass，fas