基于Matlab的螺旋面钻尖刃磨机床的运动学仿真

研究了一种利用并联机构的两轴联动实现螺旋面钻尖刃磨的新方法,分析了采用并联机构的螺旋面钻尖刃磨机床的结构、刃磨原理和运动学特性,在给出位置分析的解析表达式的同时,基于Matlab对该机床进行了运动学仿真。     

Analysis and simulation for a parallel drill point grinder

To meet the quality and flexibility requirements of a hole-making process and to overcome the limitations of traditional manual grinding and cam-type automatic grinding in new drill point geometry development, a three degrees of freedom (3-DOF) parallel-mechanism-based drill point grinder is proposed in this paper. With the consideration of different inclination angle configurations of the grinder guideway, the inverse kinematics and the workspace analysis of the parallel grinder are developed; the relationship between the workspace and the structural parameters of the grinder, such as installation pattern, radius of joint distribution circle, length of the links etc. is discussed in detail. A numerical–symbolic method and a net search method are employed in the singularity analysis. The analysis of the kinematics, workspace and singularity provides the basis for understanding the characteristics of the new parallel grinder and also helps in the structural design of the proposed grinder.     

虚轴钻头刃磨机运动方程的研究

用矢量表示了虚轴钻头刃磨机的基本结构,根据圆锥面钻尖的磨削参数,采用矢量变换推导了在虚轴机床上刃磨圆锥面钻尖的运动方向,进而求出杆长矢量,作为机床运动控制的依据。     

基于ADAMS的并联钻尖刃磨机床运动学仿真研究

以3-PRS型并联机床为研究对象,基于MSC/ADAMS虚拟仿真开发平台,进行了新型钻尖刃磨机床的实体建模、运动仿真和干涉分析,得出的滑块位移曲线和球铰关节转角曲线都在指定的范围内,从而验证了结构方案的合理性.文中的虚拟仿真与分析也为机床结构设计中的动静态干涉、轨迹规划的合理性及参数设计的合理性评价提供了依据.     

基于某工具磨床的群钻数学模型及其仿真研究

通过对基本型群钻结构及相关参数的分析,根据某种工具磨床各轴的运动特点,建立了基于此磨床的群钻数学模型,并用刀具虚拟刃磨软件得到了满意的仿真结果,为刃磨参数的求解、群钻刃磨仿真软件的后续开发以及在此磨床上实现群钻的机械化和自动化刃磨提供了理论基础.     

非共轴螺旋后刀面微钻的五轴联动刃磨方法及其钻削性能研究

微细钻头的几何结构是影响刀具钻削性能和微孔加工质量的关键因素。非共轴螺旋面钻尖由连续的螺旋后刀面组成,相比平面钻尖能有效的提高刀具的刃磨效率及其钻削性能。针对非共轴螺旋面钻尖,推导后刀面形成过程中螺旋运动发生线的位置方程,建立了基于砂轮和钻头接触线的后刀面数学模型。根据六轴数控工具磨床的运动原理,提出非共轴螺旋后刀面五轴联动刃磨方法。分析砂轮与螺旋槽之间的相对运动关系,提出微细钻头螺旋槽的数控加工方法。进行非共轴螺旋后刀面微钻的刃磨试验,验证了该刃磨方法的可行性。进而采用制备出的具有相同几何结构参数的平面、锥面和非共轴螺旋面微细钻头进行不锈钢钻削试验,结果表明非共轴螺旋面和锥面微钻的钻削力、后刀面磨损明显小于平面微钻,并且非共轴螺旋后刀面微钻的横刃磨损程度小于平面和锥面微钻。研究证实了所提出的五轴联动刃磨方法可以有效地制备出较高钻削性能的非共轴螺旋后刀面微细钻头。     

3-PRS并联机构运动分析及仿真

介绍了一种3-PRS空间并联机构,在用螺旋理论对该机构进行运动分析的基础上,用UG构建了该机构虚拟样机并导入ADAMS软件对其进行运动学仿真,利用ADAMS强大的运动仿真、函数、测量及后处理功能,验证了该并联机构是一个全对称的空间三自由度并联机构,动平台可以实现绕X轴、Y轴方向的转动及沿Z向的平动,与螺旋理论运动分析结果完全一致,为将来的原型样机设计、控制等研究工作提供了相关的参考依据。     

并联机床虚拟概念设计平台的开发

以提高并联机床设计效率和质量为目标,研究了并联机床虚拟概念设计的主要内容,开发出基于ADAMS的并联机床虚拟概念设计平台,建立并联机构型谱库和功能模块组件库,并实现对型谱库和模块组件库的管理.开发并联机床虚拟装配人机交互界面,以帮助设计者完成并联机床的虚拟装配.利用ADAMS的动画技术和仿真分析功能,实现了对样机模型的运动学仿真和分析.     

基于仿真组件的数字样机运动模型构建与重用

为了提高产品仿真建模的效率并增强仿真模型的可重用性,提出了一种机械产品虚拟样机运动模型的构建方法。利用仿真组件表达产品机构的设计知识,描述了机构中与运动学相关的各种信息。建立了关键设计参数与产品CAD模型设计信息之间的相互映射关系,通过修改关键参数实现快速重用机构的运动仿真模型。采用数值算法对模型进行分析求解,获得产品机构中各零部件的各种运动行为数据,并在虚拟环境中进行了运动仿真展示其运动学行为。该方法在虚拟环境下机械产品性能评测中得到应用,并利用某型号汽车的转向和悬架系统进行了验证。通过仿真实例表明,该方法具有较好的实用性和扩展性。     

基于虚拟样机技术的并联机器人机构运动仿真

以先进制造中的机器人工作平台为应用背景,研究一种具有四个自由度的新型并联机器人机构。对这种机构的结构作了简要介绍,运用虚拟样机技术,在SolidWorks软件平台上构建该并联机器人机构模型。按照机构的结构几何尺寸,利用SolidWorks创建零件并进行虚拟样机装配,直接在运动仿真模块COSMOSMotion中,通过设定原动件运动参数进行运动仿真,并对仿真结果进行分析。分析结果证明完全可以运用SolidWorks软件完成并联机构的虚拟样机三维实体建模和运动特性分析,为并联机构的实际样机的试制奠定了基础。     

多功能护理翻身床的设计

设计出一种能够实现侧翻、曲腿和支背三种动作的多功能自动翻身床.首先,进行机构方案设计和机构干涉问题的解决,并在此基础上用MATLAB对理论机构进行运动学和动力学的分析.然后建立虚拟样机,并用ADAMS对其进行仿真,证明理论计算的准确性.最后加工制造出实物样机,进一步验证整个设计方案的可行性和有效性.     

A practical optimization design of helical geometry drill point and its grinding process

Drill with helical geometry drill point was developed to avoid the disadvantages of planar drill. For the visualization design and optimization of helical drill, a numerical modeling and simulation CAD system has been developed based on the mathematical models of helical drill. The characteristics of helical drill, such as lip clearance angle along cutting lip, heel clearance angle along flank surface, cutting edge inclination angle, rake angle, and so on, are described. Therefore, drill geometric parameters are modified reasonably according to different drilling requirements by the aid of the developed CAD simulation system. Besides, grinding parameters are obtained to guide the flank grinding process of helical drill. A case has been given to demonstrate the function of the system. And the calculated grinding parameters in the above case have been applied on a five-axis CNC grinding machine RollomΛtic 620XS with an assistant fixture to accomplish the flank grinding process. Drill geometry of ground drill shows good agreement with the simulative one, which validates the accuracy of proposed model method and relative CAD system.     

ADAMS在并联机构运动学分析中的应用

针对并联机构的运动学分析计算,以3-UPS/UP型并联机构为例,介绍了应用动力学仿真分析软件ADAMS对其进行运动学仿真的方法与步骤。采用三维CAD软件Inventor建立了几何模型,以Parasolid格式导入ADAMS环境,对几何模型施加约束与激励,建立了并联机构的虚拟样机模型。并对模型进行了逆向与正向运动学仿真,快速准确地求得了并联机构的运动学反解与正解,大大简化了计算过程,为并联机构的运动学分析及机构设计提供了借鉴。     

双曲面麻花钻数学模型及刃磨方法研究

提出了具有非直线刃的回转双曲面麻花钻数学模型的简化计算方法及钻头锋角合理定义点的选取,给出了双曲面钻型刃磨时其设计参数与刃磨参数的相互关系,并对此类二次回转曲面钻头提出了与传统的刃磨方法有根本区别的分层磨削插补成形的点磨削成形刃磨新方法。对以二次回转曲面作后刀面的钻头进行了刃磨原理分析。     

基于虚拟样机技术的采煤机行走机构运动学仿真

阐述了采煤机行走机构工作原理,应用UG和ADAM S对某大型采煤机行走机构建立虚拟样机,并对此样机进行运动学仿真分析,得出虚拟样机各级传动角速度与理论设计值之间的误差,分析结果为采煤机行走机构的结构设计与动力学仿真分析提供了理论依据。     

基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究

在VERICUT软件环境下建立了虚拟数控非圆齿轮磨齿机床。首先基于成形砂轮展成磨削非圆齿轮的基本原理,进行了磨床的运动数据计算,并构造了符合实际加工要求的G代码形式。然后在VERICUT下进行了机床模型的搭建,并根据实际磨床的系统特性,选择了合适的控制器,配置了相关参数,建立了非圆齿轮数控加工的虚拟磨床系统。最后在VERICUT下进行了非圆齿轮的加工仿真,对加工仿真中各种干涉情况进行了检查。通过该方法,可以很好地验证非圆齿轮磨削理论的准确性,同时为后续非圆齿轮的实际加工提供了可靠依据。     

Practical and reliable carbide drill grinding methods based on a five-axis CNC grinder

The carbide drill is an important hole-machining tool. Modern processing solutions set higher requirements for the accuracy and efficiency of carbide drill manufacturing. This paper presents a detailed study of mathematical models of the spiral groove, conical flank, and cutter clearance and proposes three practical and reliable grinding methods using only one standard straight wheel. The spiral groove is ground by controlling three crucial structure parameters: the spiral angle, core diameter, and rake angle. The conical flank is ground by controlling the relief angle, chisel edge angle, and apex angle. The cutter clearance is ground by controlling the ridge width and clearance depth. With these schemes, the wheel position parameters can be computed conveniently and quickly using computer programming, overcoming the low calculation accuracy of empirical formulae and thereby enhancing the efficiency. Using the wheel position parameters, the NC codes applicable to five-axis CNC grinders can be obtained. Furthermore, the reliability of the proposed grinding methods can be verified through CAD simulation and practical manufacture on a five-axis CNC grinder.     

五轴数控工具磨床的虚拟加工仿真技术研究

通过计算机辅助设计与虚拟样机技术,建市了五轴数控工具磨床虚拟加工环境.借助这个平台对回转面刀具进行了设计制造的前期验证,检验加工指令的准确与否.最后以两刃立铣刀为例,利用生成的数控加工程序对其进行了虚拟仿真磨削,结果证明了研究理论的可行性和准确性.同时,加工仿真可有效判断机床工艺系统的相互干涉问题,提高了数控指令的可靠...     

基于ADAMS的三自由度平动并联打磨机构的轨迹规划与仿真

为了完成对悬锤工件表面毛刺的打磨任务,提出了并联打磨机构的轨迹规划与插补算法。首先,基于一种新型三自由度并联打磨机构的运动学逆解,即如何控制支链驱动关节来实现期望的运动轨迹,进而确定了动平台几何中心点按预期轨迹运动时应在滑块驱动关节上设定的运动驱动函数规律。其次,借助Pro/E创建该机构的装配模型,通过ADAMS虚拟样机技术验证了轨迹规划的可行性、正确性。     

新型混联虚拟轴机床加工仿真系统的设计与实现

提出了一种混联型虚拟轴机床的新结构 ,该新型虚拟轴机床具有工作空间大、可实现姿态角大、位置与姿态解耦等优点。以该虚拟轴机床为对象 ,基于 3DS环境和 MAXScript脚本语言开发平台 ,在虚拟环境下进行了样机的实体建模、运动学仿真和干涉分析。为检查机床结构设计中的动静态干涉问题、验证轨迹规划的合理性、实现对零件可加工性及加工参数的合理性评价提供了可靠的依据