外文翻译--三轴并联铣床的功能仿真器 中文版.doc

徐州工程学院外文翻译1三轴并联铣床的功能仿真器米洛斯Glavonjic和德拉甘米卢蒂诺维奇和莎莎Zivanovic收稿日期：2007年7月12日接稿日期：2008年6月27日发表时间：2008年7月24日施普林格出版社有限公司2008年伦敦摘要：尽管许多实验室，许多人以并联机床的运动机为研究和发展的主题，不幸的是，至今还是没有个人有一定的成就。因此,利用低成本的但是功能强大的模拟器模拟三轴联动铣床来获取基本经验。这个想法是基于这样的模拟器可以由传统的三轴数控机床的控制驱动基础上进行的。本文描述了一个包括相应的并联机构，运动学建模和编程算法的选择模拟器的发展过程。功能模拟器的想法已经被充分验证在标准化操作条件下，使得一些软材料试件加工成功。关键词：并联机床；功能仿真器；模拟和测试1简介在当今世界上，教育和培训具有战略上的重要性，特别是在技术和科学学科。这也适用于并行结构机研究和开发这个世界性的话题。对并联机床的基本知识的已经出版很多书，许多不同的并行机制，3至6个自由度，包括三自由度并联机构平移正交，也有使用。今天，不幸的是，研究机构，大学实验室，和企业绝大多数没有并联机床。究其原因，很明显，是教育和培训的新技术，如个人知识管理，成本高。为了有助于实现在造型，设计，控制，编程实践经验的收购，以及个人知识管理，降低成本，可以使用新提出的三轴并联铣床功能仿真器来实现。这个想法是基于这样的模拟器可以由传统的3轴数控机床的控制驱动基础上进行的。作为传统的三轴数控机床的轴是相互正交，不同的三自由度正交平移关节空间并联机构，可用于生成模拟器。本文描述了模拟器发展，包括相应的并联机构，运动学建模和编程算法的选择程序。功能模拟器应经被验证了在行业标准化操作条件下成功加工一些软质材料。2模拟器的概念根据现在的知识,以系列运动机器和可用的资源为其程序,模拟器看作一种混合的三轴驱动传统数控铣床空间并联机构。其中的一种功能仿真器的概念，如徐州工程学院外文翻译2图1所示。完全平行的三自由度不断支撑关节的长度和线性驱动机制，由传统的三轴数控机床的控制。这个机制是基于线性三角，但与正交的线性驱动关节，促进其用XM，YM和水平或垂直轴系列运动机ZM连接。通用平台，始终保持与基地的同时，使主轴在三个不同的正交XP中。在图一中,始终如一的平行与地平行,使主轴的位置在三个不同的正交XP,YP,ZP方向。在论文中。一些可能的配置的机制、其中的一个平台被选中,因为它使便于安装并联机构的机器在XM轴上。其中的2个自由度被用来减少来自XM和YM轴的震动,除了选择和调整引擎的机理与所选择的串行机,下面的过程，模型，算法，以及软件必须定义和发展:-对并联机构运动造型,即直接运动学、矩阵,运动学和奇异性分析模型-模拟工作空间分析和适当的设计参数的选择-模拟器的设计制造3模拟器的机制作用同时作为垂直和水平三轴数控机床的串行正交和驱动仿真器的轴，是最好的，如果三个自由度空间并联，模拟器的机制以及正交平移的关节。与串行数控机床的轴耦合，这将是必不可少的，在一般情况下，至少有一个两个自由度被动的去耦串联机构。数控机床模拟器与移动刀架和工作台的是最方便的。在这样的概念下两三个轴的耦合，使其中一个自由度串联他们的去耦和被动的模拟器驱动机制就足够了。如果没有横向和纵向的3轴数控机床运动结构的划分，有三自由度正交平移关节，考虑和模拟器使用空间并联机构的一些例子，如图2，他们的工作区的形状也显示在图中。该机制类似于上面的例子，在图所示，基本运动学的概念差异问题是可以解决的。自由度被动串行，用于分离驾驶一系列数控机床轴运动机制的例子如图所3示。在一些系列数控机床的概念中，其轴线可直接用作模拟的并行机制平移关节。在这种情况下，模拟器的一般概念的基础上，如图所示机制就可能被简化了。图4显示了没有自己的关节并联机构简化模拟器的例子。数控机床的驱动是一个卧式加工中心。相应的机械接口连接与分离轴加工中心联合组成一个平行四边形。两自由度串联机构加工中心分离出来Y和Z轴。图5显示了一个简化的立式数控铣床与两个耦合轴模拟器的设计。模拟器的机制有一个自己的移动式，联合两自由度串联机构也是垂直轴数控铣床脱钩使用方法。徐州工程学院外文翻译34模拟器造型的例子图一中对模拟器详细的运动学分析是以图六中的几何模型为基础的，由于机械本身特有的性质，平台和底座是平行的，因此，图一中的每个空间平行四边形由支柱表示。连接底座和平台的坐标构架P和B是平行的，同时平行于参考系列机器协调框架M，这使得整个模拟器造型归于普通化。这意味着分离并联机构的造型本身是可行的，并且不考虑其安装在水平还是垂直的系列机器上，也不考虑其在平台上的轴的位置。构架B和P中的向量V分别用Bv和Pv.表示。模拟器参数定义的向量：移动平台上的连接中心之间的中心点Ci的位置向量在构架P被定义为PPCi；（i=1，2，3）工具末端的位置向量在构架P中被定义为PPT；xTPyTPzTPt,wherezTP=-h.模拟器的驱动轴参考点Ri的位置向量被定义为BPRi；（i=1，2，3）连接坐标向量L=l1l2l3T,l1,l2,和l3是系列CNC机器在lminlilmax范围内提供动力和控制的标量变数，而Bai是单位向量，TBa0011,TBa0102和TBa1003领域坐标向量：TTTTTBZYXP代表工具末端已编制好的位置向量，而TpppOPBzyxPx代表平台的位置，即连接在上面的坐标构架P的原操作。由于坐标构架B和P总是平行的，所以这两个向量之间的关系是很明显的，即tpOPBtBPPP(1)其它向量和参数的定义如图六所示，其中Bwi和Bqi是单位向量，而C是相互连接的平行四边形的固定长度。模拟器连接坐标向量Tllll321和系列机器连接坐标TMMMzyxm之间的关系如图六所示，是根据图六中几何关系，得出下列等式：徐州工程学院外文翻译4等式4中等号两边加以平方得出：在等式3中应用运动学造型便被简化。为了满足这个要求，人们已经找到了具体的方法，即设置参考点Ri，通过替代等式5中的机械参数，得到三个等式的方程组：由这个方程组又得出：相反的运动学等式如和直接运动学等式如由以上等式得出：