并联机构运动副间隙直接影响机构的运动精度,导致末端输出特性产生差异。为了探究并联机构运动副耦合特性对末端输出精度的影响,以3-PUU并联机构为研究对象,设置运动副间隙误差为0.05、0.1、0.15、0.2 mm,利用单开链-局部指数积公式法对其进行耦合误差建模,从理论上推导运动副耦合特性与末端输出精度之间的关系,采用MATLAB对运动副耦合误差进行仿真分析,并制作样机进行试验。结果表明当并联机构不同支链运动副存在误差时,机构末端沿x轴位置偏差随机构运动时间和关节间隙误差的增大呈现波动且伴随拐点和曲线分离;y轴位置偏差波动较大,在运动中轨迹拐点、折点和分离点相继出现,运动不平稳且超出运动空间,当并联机构双支链运动副误差为0.2 mm时,超工作空间达到-5.31 mm;机构末端沿z轴的位置偏差随着运动时间和关节间隙的增大呈现轨迹相互交错,...

以提高并联机构多目标优化设计结果的可靠性为目的。首先根据性能评价指标构建3-PUU并联机构多目标优化设计模型,利用试验设计(DOE)和多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)进行确定性多目标优化设计。然后分析量化3-PUU并联机构在设计制造中所涉及到的随机不确定性因素,利用6Sigma设计(DFSS)方法进行6Sigma可靠性分析以及考虑随机不确定性因素的6Sigma优化,建立一种有效的考虑不确定性的3-PUU并联机构多目标可靠性优化方法。研究结果表明,考虑不确定因素的多目标优化设计方法得到的优化结果可靠度更高,更加符合实际工程需求。

将3-PUU并联机构作为激光切割机床的主体机构,以对3-PUU并联机构的运动学分析为目的,构建3-PUU并联机构的位置方程,采用虚设机构法建立并联机构的影响系数矩阵,包括Jacobian矩阵和Hessian矩阵。采用影响系数矩阵和对位置方程微分的方式分别求得并联机构的驱动副与动平台间速度和加速度的映射关系,将影响系数法和微分法所得驱动副速度和加速度图谱与ADAMS仿真结果对比。通过对比3种分析方法所得曲线的一致性,验证运动学理论研究的正确性、仿真验证的可靠性以及作为激光切割机床主体机构的适用性。影响系数矩阵的正确建立也为激光切割机床主体机构的动力学分析、性能指标的建立以及优化设计提供了基础。