实时求解3-UPRR并联机器人加工3D自由曲面速度/加速度

"求解并联机器人加工自由曲面的实时速度/加速度" 这篇论文主要探讨了如何在实时环境下计算并联机器人加工3D自由曲面时的速度和加速度问题。作者许佳音和路懿来自燕山大学机械工程学院，他们提出了一种新的计算机辅助变量几何法，该方法针对3自由度3-UPRR（三连杆并联机器人）的加工过程，旨在优化并提高加工精度和效率。 首先，研究者利用计算机辅助变量几何法构建了3-UPRR并联机器人的模拟机构模型，这是一个基础步骤，使得可以模拟3D自由曲面的加工过程。随后，他们建立了一个用于任意3D自由曲面加工的模拟加工系统，该系统能够动态反映机器人的运动状态。 接着，他们通过在同一固定平台上构建速度模拟机构和加速度模拟机构，进一步解决了在加工过程中如何实时获取驱动杆和末端运动平台的速度及加速度信息。这种方法允许在加工过程中动态调整驱动器的输入参数，以确保速度和加速度在允许范围内，从而保证加工质量。 论文强调了并联机器人在高速制造领域的优势，如结构简单、对称性好、成本效益高、运动性能优越以及控制灵活。然而，由于实际加工速度和加速度可能超出限制，因此实时计算这些参数至关重要。此外，考虑到3D自由曲面通常难以用简单的数学公式表示，解决这种复杂情况下的运动学问题具有挑战性。 Lu之前的工作已经为并联机器人的运动学求解和加工过程中驱动分支变化量的模拟提供了基础。本研究则在此基础上，聚焦于在给定刀具加工速度条件下，如何实时求解驱动杆和末端平台的动态特性。这种方法不仅简化了解决过程，也避免了复杂的编程工作。 这篇“首发论文”提出的计算机辅助变量几何法为并联机器人在处理3D自由曲面时的实时速度和加速度计算提供了一种创新解决方案，有助于提升并联机器人在复杂形状工件加工中的应用效能和精度。这一研究成果对于工业自动化和精密制造领域具有重要的理论和实践意义。