少自由度并联机床约束关节可控刚度和阻尼理论及技术研究

机床动态特性是影响加工精度和效率的主要指标。并联机床关节多且接触刚度低、阻尼小，整机动态特性变差，且在工作空间内高度非线性，是影响推广应用的技术关键。并联机构动态特性问题复杂，迄今有关研究极少，缺乏有效的理论指导，使其关键技术解决更加困难。本研究拟针对具有加强约束链的少自由度并联机床，通过对约束关节刚度和阻尼施加有效控制以改善其动态特性。首先通过机构建模建立相应分析理论,结合机床实验模态分析和参数辨识，确定关节刚度和阻尼对机构动态特性的影响和变化范围，建立和验证其控制模型和控制策略，研究和探索其技术实现方法；并基于数控编程。研究和实现关节刚度和阻尼在不同位姿、运动状态和切削参数时的控制信号生成和前馈，实现整机特性自动实时控制。本研究成果将深化并联机构控振理论，为提高并联机床动态特性寻求到有效途径和提供关键实现技术，并能推广应用于普通工业机器人和数控机床领域，具有重要理论和应用意义。