机械钻床外文翻译论文中英文(5)

素基本坐标系中线性的123456和角变形节。详细的推论能在[14]被发现。典型地，在有限的机械要素分析中，一个顺从的机械装置是被离散成许多个机械要素的。每个机械要素与一个质量和一个刚性母体有关。每个机械要素有它自己的基本坐标系。我们结合机械要素质量和所有机械要素的刚性矩阵运行坐标转换时，必须把机械要素的基本坐标系转换成世界坐标系，这就提供了系统质量[M]和刚性[K]矩阵。在一个顺从的系统中捕获阻尼特性不是这么顺利的。即使, 在许多应用中，阻尼可能很小，但是它能作用在系统安全性和动力的频率响应中，尤其在共振区域中,可能是重要的。阻尼基地[C]能被写做一种质量和刚性矩阵[15]的线性结合，构成比例阻尼[C]如下式表达所示

其中α和β是二个通常由实验决定的正系数。一个表现阻尼基地的交互方法[16] 表达成[C]如下

机械要素[C']被定义为

,

和

,其中

是[K]和[M]的机械要素, ζ是材料的阻尼

比。

机械要素结构中的总力被定义为

其中

和

是

的外力和力矩，包括在

上动作的机械要素的惯性力

和力矩,m 是在机械要素上动作的外力数目。机械要素的总力

,组合构成了系统总力{R}。系统动作的第

二次序普通微分方程式，如公式(11), 用一个数字能直接被整合的方法,就像是Runge- Kutta的方法那样。对于我们研究的PKM,每个连杆被分离成15个机械要素结构。Matlab和ADAMS软件都被用来规划和解决这些方程式。 3.为钻床输入动作计划

假如我们知道钻床理想的动作功能。高质量钻床的关键是如何决定输入电动机动作以便刀具的理想动作能被了解。创建明白的输入动作功能时也为机器控制提供了必需的数据。依照研究在[9]中所做的,钻孔的过程能分为三个时期: 入口期,中间期和出口期。为了增加生产能力和钻孔的质量，许多操作限制，例如最小刀具的寿命限制，孔位置误差限制,退出毛边限制,钻头扭转破坏限制等等，一定要考虑而且要满意。在这些条件之下，刀具的补给速度在入口期应该是慢的，以减少孔位置的误差。刀具的速度在出口期也应该是慢的，以减少出口毛边。在中央期,刀具的钻速应该很快速并且保持持续。刀具在完成钻孔之后的退回应该被做的尽可能的快，以增加生产能力。基于这些考虑, 我们采取了公式（17）中

得到的理想钻床和刀具的退回速度。

其中

是最大的钻孔速度，T1、T2和T3是分别对应入口期，中间期和出口期的

时间。vT2是退回的最大速度。T4 、T5和T6对应的分别是加速的，持续的速度,和缩回操作时减速的时间。字为例,我们打算利用

是一个单一钻孔的周期。用一个数

钻一个25.4mm(1 在)深的孔，0.3s用来钻孔，

0.1s用来刀具退回。设定T1=T3=0.06s,T4=T6=0.03s。在这些条件下，

。图4显示了理想刀具运动的

图解式。如果PKM中连杆长度r=500mm，在钻孔出发点时的角β =53 °，与理想刀具动作相关的对应输入电动机的速度显示在图5中。一般的，曲线装配方法能用来产生输入运动的函数，但是依照图5中显示的曲线形状，我们创建的线性马达速度函数详尽的显示在公式(18)中

其中

。当按公式（18）计画速度曲线时,没有不同的曲线能

被发现，通过图（5）中显示的曲线。公式(18)由四个旋轮线的函数和两个线性函数共六个函数组成。假如我们像公式（18）中描述的那样控制两个线性电动机就会有相同的动作,那么刀具钻孔和退回的速度将几乎是与在图4中显示的相同。 在理想的和真正的刀具速度之间的绝对误差在图6中被显示,图中最大的误差不足8mm/s,相对误差不足1.5%，在钻孔的开始和结束的位置,误差是等于零的。这

些小的绝对和相对的误差说明了输入动作的产生并且容易接受。这些已知的函数能非常简单被整合进PKM的控制运算法则里。 4.输入点到点的定位动作计划

为了在整个的钻孔过程中达到快速的和正确的定位运动,应该适当地计划输入动作，以便刀具尖端的剩余振动能被最小化。照惯例加速度运动函数在机床中能被普遍用来驱动轴的运动。虽然这种动作函数很容易被控制, 但是由于它在加速度中的突然变化可能引起系统的柔性振动。举个早先使用相同的PKM例子来说。 一个FEA模型是通过有机械要素结构的ADMAS建造起来的。定位动作是Y轴的动作, 也就是在同一方向上通过两个线性电动机的运动实现的。

假如在二个孔之间的定位距离是75mm,等加速度是3g(接近30m/s2)。等加速度和减速度的线性电动机的输入动作在图7中被显示,其中最大的速度是 1500mm/s，定位时间为0.1s。 假定材料的阻尼率为0.01,则刀具尖端的剩余振动显示在图8中。

为了要减少剩余振动和定位动作的平稳,建了一个输入动作的六次多元函数如(19)所示

其中系数Ci必须是由刀具尖端的最小剩余振动决定的设计变数。选择接口条件为

，时，

其中是点到点的定位时间，就产生了最初六个系数如下：

合乎逻辑地,设立最佳目的如下

其中C6是独立的设计变数，

端在点到点定位之后的剩余振动的最大变动。设定

并从C6=0开始计算，最佳导致C6=-10mm/s。因

是刀具尖