基于ADAMS的PRS—XY型混联机床机构运动学仿真分析.pdf

《基于ADAMS的PRS—XY型混联机床机构运动学仿真分析.pdf》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、262011年11月中国制造业信息化第40卷第21期基于ADAMS的PRS—XY型混联机床机构运动学仿真分析朱海宁，郭钢，李传龙(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：应用ADAMS软件对PRS—XY型混联机床机构进行运动学仿真分析，使用测量工具求得混联机构逆解，然后通过样条曲线和样条函数求得正解。借助于仿真软件快速准确地求出运动学正逆解，为实际的样机调试提供了有意义的借鉴。关键词：机床；混联机构；ADAMS；正运动学；逆运动学中图分类号：TP24文献标识码：A文章编号：1672—1616(2011)21—0026—03混联机床属于并联机床范畴，由少自由度纯并上。3

2、一PRS并联机构可实现沿Z向的移动和绕联机构串联其他运动的驱动机构而成_1J。混联机x，y轴的转动，再加上XY工作台的2个自由度，床混合了并联机构和串联机构，并兼具两者优点，共有5个自由度。该混联机构用在五轴联动加工在很大程度上解决了纯并联机床工作空间小的缺机床上，采用串联驱动和并联驱动并用的混联驱动点。混联机构的运动学正、逆解求解时需要建立复原理，兼有并联机床和传统机床的优点，克服了并杂的方程，求解困难是困扰专家学者的主要问题之联机构工作空问小的缺点，可用于复杂型面零件的一[2l。加工。AI)AMS软件是世界上应用最广泛且最具权威性的机械系统运动学和动力学仿真分析软件，该软件以多

3、体系统动力学理论为基础。利用ADAMS软件可以建立和测试虚拟样机，可在计算机上实现复杂机械系统的运动学和动力学仿真分析。本文以PRS—XY混联机床机构为研究对象，通过ADAMS仿真分析快速准确地求解出运动学正、逆解。动1PRS—XY型混联机构简介PRS—XY型混联机构模型如图1所示。该机构由一个3一PRS并联机构和一个XY工作台组成，其中3一PRS并联机构由3根竖直滑轨、3个滑块、3根连杆和1个动平台组成。3根竖直滑轨均布在以R为半径的圆上，分别与XY工作台相交图1PRS—XY混联机构简图于A1，A2，A3点，连杆与滑块间通过转动副B1，B2，B3连接，U1，U2，H3为3个转动副

4、轴线的方向2PRS—XY混联机构建模矢量，连杆与动平台问以球铰连接，分别交于C，在ADAMS／View中创建模型，第一种方法是C2，C3点，且C】，C2，C3均布在以r为半径的圆利用ADAMS／View提供的建模工具，直接创建；收稿日期：2011—04—21作者简介：朱海宁(1984一)，男，江苏新沂人，南京理工大学硕士研究生，主要研究方向为机器人及其机构优化设计。·现代设计与先进制造技术·朱海宁郭钢李传龙基于ADAMS的PRS—XY型⋯⋯27第二种方法是通过ADAMS与其他CAD软件的数动，驱动函数分别为：据接口，直接导入CAD几何模型，通过适当编辑后Trax：20s1‘n(2t

5、imP)就可以转变成ADAMS中的模型l_3_。鉴于在ADAMS中建立复杂模型较困难，而Pro／E具有强大Tray：20cos(等time)的造型功能，且与ADAMS有很好的兼容性，故本文采用第二种建模方法，即在Pro／E中建立实体模型，z：30sin(time)并通过专用接口软件Mechanism／Pro2005将建好的在工作台x，y方向上分别添加移动驱动，驱模型导人到ADAMS中。由于接口软件不是十分完动函数分别为：美，考虑到模型导入时容易出错，因此在建模时应注x：8n()意以下几点：(1)尽量采用Pm／E提供的缺省模板；(2)在造型时尽量减少零件数量；(3)在系统中如果Y：4

6、0sin(timP)存在几个相同的零件，应将它们另存为不同的名字，设置仿真时间参数为20s，仿真步数为500以示区别l4J。模型导入后，由于该模型不是在步，运行仿真后进行测试，测试步骤是：build—ADAMS中直接建立，故需要依次在各构件属性中修measure--pointtopoint-new，在弹出的对话框中改质量信息。为便于观察，同时修改各构件颜色。选好需要测试的Marker点以及参考坐标系，先后上述过程只是完成了Pro／E和ADAMS之间获得滑块和动平台的位移一时间图以及速度一时的数据交换工作，各构件之间并未建立约束关系，间图。图形生成好之后进入ADAMS的后处理模故模型

7、还不能实现任何运动学和动力学方面的仿块，得出图2和图5所示滑块位移一时间图和工作真分析。PRS—XY混联机构模型由下至上依次需台的位移一时问图，以及滑块速度一时间图和工作要添加的约束为：将定平台固定在大地上，x向滑台的速度一时间图。图2和图4中的3条不同线台与定平台之间添加移动副，y向滑台与X向滑型分别对应3个滑块，图3和图5中的2条不同线台之间添加移动副，3个滑块与3根竖直滑轨之间型分别对应工作台的x，y向滑台。添加移动副，3个连杆与滑块之间添加转动副，连杆与动平台