联机构组成。本文主要就是对并联机器的动力学分析。运动合成是为了介绍种新方法，它能够完善钻孔操作和点到点定位的准确性。动态合成旨在减少因使用弹簧机械时的输入功率。关键词并联运动机床高速钻床动力学的合成介绍在最近的几年里，研究所和工业协会介绍了各式各样的。其中大部分但不是所有,以众所周知的斯图尔特月台为基础结构。这做法的好处是高公称的负载重量比，良好的位置精度和结构刚性。斯图尔特式的主要缺点是相对小的工作空间和相对慢的操作速度,。机床刀具的工作空间是指刀尖能够移动和切削材料所需要的容积。平面的斯图尔特月台的设计在中被提到，像是对无机器作翻新改进的方法需要塑料的铸模机制样。的设计允许可以调整几何学已经被规定了的最佳的再配置的任何路径。般的，改变根或较多连杆的长度是以受约束的顺序来做几何学的调整。在机床设计中，定长度连杆的应用比不定长度连杆的共同点要少的多。个优秀定长度连杆型的机器例子被显示在。已经建造叫做的机器。在此被描述成是个采用定长度连杆组成的并联机械装置。钻床操作在文学中被很好的介绍了。汽车工业中，项关于高速钻孔的操作的广泛的实验研究在中被报告。数据从数百个钻床控制实验上收集起来，是为了具体指定钻床质量所必须的参数。理想的钻床运动和制造高质量钻床的指导方针通过理论和实验的研究被呈现在中。在被建议的综合中，我们遵循中的结论。新推出的的详细机械结构在,被介绍，机器的大致结构显示在图中它有很大的工作空间，点到点的高速运动和非常高的钻速。并联的机械装置提供给了和轴的动作，轴动作是由工作台提供的。为了达成高速的运转，用了两个线性马达来驱驶机械装置和用个高速的主轴来钻孔。这篇文章的目的就是描述新的运动学的和动力学合成的方法的发展，为了改良机器的运转。通过输入运动，规划钻井和点对点定位，机器的误差将会被减少，而且完成孔的质量能被极大的提高。通过增加个弹簧机械要素到，输入动力就能被最小，以便机器的尺寸和能量损耗降低。数字模拟的正确查证和热交换率的方法呈现在这篇文章中。模型的运动学和动力学的运动方程式模型的概要线图在图中被显示。由于机床刀具库的致，轴是沿着工具运动的方向的。模型有部分和部分二个输入指示二个线性电机，和个刀具的输出动作。在模型应用中，定位和钻孔运动分别通过轴动作相对点到点的定位和轴动作相对钻孔表示。刚体和柔性体的模型运动方程式都被发展了。刚体方程式被用于合成输入钻床的动作计划和输入力量还原。柔性体方程式被用来在刀具点到点定位之后的剩余振动控制。刚性连杆的模型的运动方程式机械装置的特点是使用了数字集成,刀具设备含工作台，主轴和刀具部份。它的运动学方程式的发展依下列各项。刀具的变位是且其中是点和点之间的距离,是连杆的长度连杆和的长度是相等的。刀具的速度是其中刀具的加速度是其中模型的动力学方程式的发展如方程所示，使用了拉格朗日的第二个类型的方程式。其中是系统的总动能和是总坐标值和速度值是总力对应到的的值。是坐标系中总的独立数目。在这里和，引出之后，公式可被表达成其中是移动连极限,那么目的将会在价值中连续减少,但是输入动作的加速度的最大价值将会变成太大。最佳化后的最佳输入动作在图中被显示。对应的刀具尖端的剩余振动在图中被显示。比较图和图，可以看到，在最佳化之后，振幅和刀具尖端的剩余振动被减少到了次。较小的剩余振动将会对增加定位精度非常有用。这里应当注意，只有柔性连杆被包含在上述的计算之中。剩余振动在最佳化后将会仍然非常小，如果柔度是来自其他的来源，如压力和驱动系统，会比在图中显示的结果高的倍。通过增加弹簧机械要素减少输入动力减少输入动力是机床刀具设计中的众多考虑之。对于我们研究的,两个线性马达是使模型做钻孔运动和定位运动的输入设备。在选择个线性马达时要考虑的个因数就是它需要的最大动力。模型的输入动力是由输入力乘以二个线性的电动机输入速度决定的。省略接触处的磨擦,输入力是通过平衡钻削力和连杆与主轴设备的惯性力决定的。增加个能量储存的机械要素，例如加个弹簧到上，如果弹簧的刚性和最初的自由的长度被适当地选择，或许能够减少输入动力。减小最大输入动力导致用比较小的线性电动机驱动模型。这将会依次减少能量的损失和机床的结构尺寸。个线性的弹簧可以被把加到二个连杆的中央如图所示，或者在点和点加入两个减震弹簧如图所示。我们将会像举例子样讨论线性弹簧来说明设计程序。公式中的总力有以下形式其中和是线性弹簧的初始长度和弹性模量。线性马达的输入动力取决于为了要减少输入动力，我们依下列各项设定最佳数值其中是个设计变数的矢量，包括弹簧长度和弹性模量。对于我们研究的模型,大量的数值在表中被列出。设计变数的初始数值被设定为。设计变数的范围被设定为，。模型是通过公式描述的输入动作函数驱动的。经过数值的最小化，最佳的弹簧参数和被得到。有优化弹簧的线性电动机和没有优化弹簧的线性电动机的输入动力如图所示,图中实线表示没有弹簧的输入动力，虚线表示用了优化弹簧的输入动力。从结果中可以看出，右边线性马达的最大输入动力从降到了，减少量达到了。对于左边的线性马达,最大的输入动力从降到了，减少量达到了。通过增加个弹簧机械要素来减少机器输入动力，实现热交换的方法被证实了。减震弹簧可能被用来减少惯性作用和弹簧附属件的尺寸。结论本文展现了个以平面的模型为基础的新型高速钻床。介绍了获得需要的动作函数的方法。这种方法适用于钻孔操作中点到点的运动和上下运动。结果已经显示，它能够通过优化多元的动作函数，从实质上减少刀尖的震动。对于中，在几微米范围内定位刀具时，减少剩余振动是具有决定意义的。通过把好的调谐的最佳的弹簧加入到结构中，能够降低驱动线性电动机的输入动力。前面已经模拟演示了在需要输入的动力减少到时，就实现了无弹簧的结构。必需输入动力的减少，就可能允许选择较小的电动机，那么就会减少硬件和操作的成本。为了更好的了解的性能并且完成它的设计，就需要更深入的去研究。它将包含机器的误差分析，同时还有控制策略和系统的控制设计。感激作者非常的感谢密西根大学的工程研究中心对于机制系统改造的资金支持，以及在中心投资的股东们。杆的数目是连杆的大量惯性矩是连杆的质量中心坐标是模型中连杆的旋转角。总力的值通过决定其中是势能，是没有势能的力。为了对模型的钻孔操作，我们有其中是切削力,和是线性马达在上输入的力。情绪商数。公式到公式构成了刚性连杆模型的运动学和动力学方程式。柔性连杆的模型的动作方程式顺从的机械装置的动微分方程式能用有限的机械要素方法和以下的公式得到其中和分别是系统质量，阻尼和刚性母体是在全球同等坐标系中的每个机械要素平移和旋转变形表现的总坐标值是总外力值，与保持致是坐标的总数目值机械装置的柔性自由度。在我们的模型中，我们使用在图中被显示的机械要素结构，其中是弯曲刚性是材料的柔性系数,是惯性矩,是物质的密度,是机械要素的最初长度。是,坐标系统中表现的结点变位。机械要素的大众基地和刚性基地将会是个对称的矩阵，能从动能和应变能中得到，表达在公式和中其中是动能，是机械要素的应变能是机械要素基本坐标系中线性的和角变形节。详细的推论能在被发现。典型地，在有限的机械要素分析中，个顺从的机械装置是被离散成许多个机械要素的。每个机械要素与个质量和个刚性母体有关。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和刚性矩阵。在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。阻尼基地能被写做种质量和刚性矩阵的线性结合，构成比例阻尼如下式表达所示其中和是二个通常由实验决定的正系数。个表现阻尼基地的交互方法表达成如下机械要素被定义为,其中,和是和的机械要素,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,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。系统动作的第二次序普通微分方程式，如公式,用个数字能直接被整合的方法,就像是