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《Delta型并联运动激光切割机床的工作空间分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007年1月农业机械学报第38卷第1期Delta型并联运动激光切割机床的工作空间分析王霄韩亚锋林跃强刘会霞高传玉【摘要】提出了一种基于Delta并联机构的新型激光切割机床。建立了三自由度Delta并联机构的反解方程和工作空间求解模型,分析了各支链子工作空间的几何形状及其内部出现空洞的条件,从而将工作空间解析归结为可达工作空间外部边界与内部空洞边界求解。采用几何分析与数值迭代相结合的方法,探索了工作空间每一区域的边界,得到了机构工作空间的完整描述。整个求解过程直观、简明,计算速度快。关键词:激光切割机床Delta并联机构工作空间中图分类号:TG485;TP242文献标识码:AWorkspa
2、ceAnalysisofaLaserCuttingMachineToolBasedonDeltaParallelStructureWangXiaoHanYafengLinYueqiangLiuHuixiaGaoChuanyu(JiangsuUniversity)AbstractAnewlasercuttingmanipulatorbasedonDeltaparallelrobotisproposed.Inverseequationsandeventheinversekinematicsmodelofthethree-degree-of-freedomDeltaparallelstructu
3、reareestablished.Thegeometricshapeofeachsubchain'sworkspaceisanalyzedandhowtheinteriorholeisformedarediscussedinthetest,sotheproblemofworkspacedependsonthesolutionofoutsideboundaryandinteriorholeboundaryofworkspace.Usingthecombinedmethodbetweengeometricalgorithmandnumericaliterativealgorithm,thege
4、ometriccontourofeachsubchain'sworkspaceistakenintoaccountandtheboundaryconditionsofalltheworkspaceregionarediscussedthoroughly.Throughaboveanalysis,thewholesolutionprocessisintuitionisticandconcise,andthecalculationspeedisevenfaster.KeywordsLasercuttingmanipulator,Deltaparallelstructure,Workspace并
5、联机构的工作空间是并联机床刀头的工作区引言[1～2]域,它是衡量并联机床性能的重要指标。并联机并联机床又称为虚拟轴机床,是一种基于并联构的工作空间受到运动副转角、杆长、支链干涉、位机构原理并结合现代机器人技术和机床技术而产生姿耦合等因素的影响,机构的某些位形将不能实的一种新型数控机床。本文充分考虑激光切割的特[3]现。因此工作空间的分布情况决定了动平台空间点,选用Delta并联机构作为激光切割机床运动主位姿,同时工作空间的求解是尺度综合的基础,研究机,在动平台上安装激光头,用光纤进行柔性传输,并联机构的工作空间具有重要意义。目前,并联机构由YAG激光器产生的激光经光纤传输到激光头从[4][
6、5～7]工作空间求解的方法有几何法和代数法。几而实现激光切割。何法直观,但是无法揭示尺度参数对工作空间性能收稿日期:2005-09-02王霄江苏大学机械工程学院副教授,212013镇江市韩亚锋江苏大学机械工程学院硕士生林跃强江苏大学机械工程学院硕士生刘会霞江苏大学机械工程学院教授高传玉江苏大学机械工程学院教授第1期王霄等:Delta型并联运动激光切割机床的工作空间分析155的影响规律。代数法则是以求解工作空间的边界为设上平台相对下平台的安装角为U,即认为上平目的,进行迭代搜索。本文分析了Delta并联机构各台相对下平台绕z轴转过U角,如图2所示,则ci点在支链子工作空间的几何形状,研究了工
7、作空间呈多定坐标系Oxyz中的位置矢量为p区域(有空洞)的条件,利用数值方法探索了每一区ci=Rci+P域的边界,即采用几何法与数值迭代相结合的方法cosU-sinU0[7]加以研究。R=sinUcosU00011Delta并联机构反解方程式中R——上平台相对下平台的方向余弦矩阵如图1所示,Delta并联机构由位于上方的运动P——动平台参考点P在定坐标系中的坐标平台和下方的基础平台构成,上、下平台都是等边三角形,它们之间
