exechon并联动力头虚拟样机设计与有限元分析大学学位论文.doc

Exechon并联动力头 虚拟样机设计与有限元分析 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 绪论 1.1.课题背景 Exechon继承了现有并联机构（PKM）存在的优缺点，如，并联机构在连接中的高刚度，较高的精确度以及灵活性和好的动力性能。新Exechon概念是基于对不超过一个的自由度（DOF）低接头以及利用具有两个刚性自由度，线性的制动器的应用得来的。这种设计形成了一个坚固的结构即将所施加的弯矩和扭矩传递到机器的各个方向。所述Exechon设计实际上形成一个棱锥状移动三角架，从机器手腕通过三个2-DOS制动将力传递到动平台，而制动器通过1—DOF的接头无刚性损失的与机器手腕连接。由于上关节的角度的影响，这样一个自由度在下关节（与动平台连接的关节），两个自由度在制动器中的设计，使得在两个制动器（对称腿中）上部胡克铰最多只有两个自由度，而相对应的第三个腿上的制动器中的球铰只有三个自由度。其性能的优越性，使得Exechon机器人在运动模拟器、微动机构和微型机构、空间对接机构、并联机床、混联装备、医学机器、超大型天文调整装备中得到广泛应用。 1.1.1国外研究现状 第一届Exechon国际会议于2008年7月23--25日在瑞典斯德哥尔摩举行。来自近十个国家近二十家公司的专家与主管参加了会议。与会的艾克斯康公司技术主Thomas Andersson做了EXE-1200设计的主题发言,正式发布了新型Exechon_1200的设计。? 新设计EXE-1200三杆臂长为1200mm, 具有相比EXE-700更大的加工轮廓, 在大型工件一次性装卡加工上具有更广泛的应用。 1.1.1（a） 1.1.1(b) 1.1.1(c) Exechon—1200加工轮廓 IMTS2010美国国际制造技术展览会于2010年9月13日至18日在美国芝加哥McCormick展览馆举行。IMTS展会逢双年在芝加哥举行, 是美国规模最大的制造技术与装备展览会, 也是国际上规模最大的四大制造技术与装备展览会之一。此次展会上,　韩国Hwacheon公司展出了必威体育精装版开发的基于艾克斯康(EXECHON)技术的新一代并联加工机床。这是目前EXECHON并联机床结构系列中最小型的一种.　X300S型结构轻便,快速,精度高可达到加速度3-5g,　定位精度5m ,复定位精度1m 。 在2009年欧洲机床展览会(EMO2009）期间于意大利米兰举行的第二届EXECHON国际会议上,OptikosQ公司发布了EXECHON并联机床自动校正系统在此之前,并联机床系统校正是一个较为繁琐的过程,需要逐一测量结构的相关部件，计算参数,并调整最后装配使用自动校正系统,则只需与测量臂协同运行并联机床,自动记录数据,由相关程序脱机完成计算,最后将计算结果参数输入控制系统即完成校正过程不仅大幅降低校正过程的复杂性,也大幅提高校正过程的准确性EXECHON公司近期发布了EXECHON并联机床结构必威体育精装版设计。新设计将所有五个运动轴的驱动电机全部外置,降低了结构重量,增强了结构刚性和运动灵活性,同时与驱动电机内置相比,大幅降低了驱动电机发热的影响。 1.1.2国内研究现状 在第十届中国国际机床展览会（简称CIMT，2007年4月9日至15日在北京国际展览中心举行）展出的新一代并联机床LINKS-EXE700由哈尔滨量具刃具集团（以下简称哈量集团）引进EXECHON公司并联机床世界必威体育精装版技术开发制造（一号展馆001号展台）, 应用SIEMENS开放性通用数控系统与丰富的软件资源和SANDVIK高速数控刀具系统及高速加工专家分析软件， 共同为用户提供高速敏捷并联加工最佳完整解决方案. 这是近年来国际机床领域在并联机床方面具有重大意义的突破，此项新技术新产品新合作已引起国内外广大用户的极大兴趣与关注, 也成为国际四大机床名展之一的CIMT(2007)的一大亮点。哈量集团新一代并联机床LINKS-EXE700具有如下特点：?一、主结构进一步简化，活动关节点减少到6个（Tricept为7个，其他并联机床多达十几个）, 自由度降为10个(Tricept为18个，其他并联机床多达二、三十个), 在精度、刚度、灵活度上性能提高并简化制造环节，加工范围覆盖空间（Envelope）得到充分扩展，LINKS-EXE700型为X方向2000毫米，Y方向1000毫米，Z方向500毫米，适应较多门类零件加工和应用领域，而且可以实现快速进给（X、Y轴方向125米/分