本课题以四自由度并联机床为研究对象,采用牛顿欧拉法对其建立刚体动力学模型,并分析其非线性动力学特征。建立了含铰链点的并联机床静刚度模型和刚度实验监测系统。建立了并联机床的结构动力学模型,给出了各结构设计参数对机床固有频率和模态的影响,并分析了其在动态铣削力作用下的动态性能。基于刚体动力学模型,提出了适用于高速加工的动力学前馈控制策略,以提高系统的抗干扰能力和提高系统的响应性能,分别设计动力学控制子系统和闭环控制子系统两个部分。通过实验和仿真表明,该控制策略可以有效减小并联机床在高速运动情况下的轨迹跟踪误差。对高速加工的刀具技术进行了研究,运用有限元方法分析了刀具角度对铣削力和切削效果的影响,并采用遗传算法提出了工艺参数的优化策略。最后采用多因素正交试验方法进行了高速铣削钛合金的切削力实验研究,建立了切削力的经验模型,对各工艺参数对切削力的影响进行了分析,总结了适用于高速铣削钛合金的工艺规律。
英文主题词parallel kinematic machine;dynamic model;dynamic feedforward control;high-speed milling