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1、第13卷增刊光学精密工程Vol.13Supp.2005年11月OpticsandPrecisionEngineeringNov.2005文章编号10042924X(2005)增2010920552UPS/PRPU并联机床工作空间分析田小静,郑魁敬,赵永生(燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004)摘要:介绍了新型52UPS/PRPU五自由度并联机床的运动学反解,分析了其工作空间。以刀尖点为参考点对机床进行了运动学反解分析和工作空间的搜索。定义了灵活刀具倾斜角,使得只用一个参数就能够实现对工作空间的降维描述。对机床工作空间进行了以刀尖点为参考点的三维描述
2、,并对影响机床工作空间大小的几何约束条件进行了分析。根据机床的实际结构参数对工作空间进行了算例分析,并以三维图形形式直观方便地描述了机床的工作空间。机床的最大可达工作空间为<800×300的圆柱体,灵活工作空间为<400×300的圆柱体,最大灵活刀具角为25°,分析结果与机床的实际运行情况基本一致。关键词:并联机床;五自由度;灵活刀具倾斜角;工作空间中图分类号:TG659文献标识码:AWorkspaceanalysisofthe52UPS/PRPUparallelmachinetoolTIANXiao2jing,ZHENGKui2jing,ZHAOYong
3、2sheng(CollegeofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China)Abstract:Anovel52UPS/PRPU52DOFparallelmachinetool(PMT)isproposed.Thekinematicin2versesolutionofthePMTissimple.Basedonthetoolcenterpoint,thereversekinematicsandtheworkspaceofthePMTareanalyzed.Theagilecu
4、tterslopingangleisdefinedtorealizetheworkspaceisreduceddimensionallyandcanbedescribedbyoneparameter.Theworkspacebasedonthetoolcen2terpointcanalsobeobtainedinthreedimensions.ThegeometryconstraintsofthePMTareanalyzedindetail.Basedonthegivenstructuralparameters,throughnumericalcalcul
5、ation,somegraphicalrepresentationsoftheworkspaceareobtainedinthreedimensions.Thebiggestworkspaceisdescribedasacylinderof<800×300andtheagileworkspaceisacylinderof<400×300.Thebiggestagilecutterangleis25degree.Theoreticalanalysisisprovedbytheactualoperationoftheprototypeofthe52UPS/PR
6、PU52DOFPMTinourlaboratory.Keywords:parallelmachinetool;52DOF;agilecutterslopingangle;workspace收稿日期:2005207220;修订日期:2005209215.基金项目:河北省自然科学基金(No.503287)和河北省博士基金(No.2001216)资助项目110光学精密工程第13卷缩来改变动平台的位置和姿态,而中间PRPU约1引言束分支为被动分支,限制动平台绕其自身法线的转动,从而实现5坐标数控加工。并联机器人与串连机器人相比具有很强的互[123]补性。近年来,作
7、为并联机器人技术应用的一个重要领域,并联机床作为现代机器人技术与机床结构技术相结合的产物,是高技术附加值的机电一体化产品,具有硬件简单、软件复杂的特点。52UPS/PRPU五自由度并联机床,采用PRPU约束分支机构约束了绕动平台法线转动的自由度,实现了真正的五自由度并联机床。工作空间是衡量并联机床性能及加工能力的重要指标,是机床工作能力的直接反映。并联机床的工作空间比较小,是限制并联机床应用的一个主要[4]因素,所以对并联机床工作空间的分析就显得尤为重要。本文对工作空间的分析,主要考虑了机床尺度参数、导轨行程、铰链约束和构件之间相图252UPS/PRPU并
8、联机床机构简图互干涉的问题对工作空间的影响等,并对52UPS/Fi
