单驱两联动冗余驱动设计和并联机床性能评价的开题报告.docx

单驱两联动冗余驱动设计和并联机床性能评价的开题报告
开题报告
题目：单驱两联动冗余驱动设计和并联机床性能评价
研究背景和意义：
随着制造业的发展，机床在加工过程中对于高速、高精度和高刚性的要求越来越高，为满足这些要求，机床结构逐渐向着并联机床方向发展。并联机床与传统的串连机床相比，拥有更高的刚性和精度并且具有更高的运动速度和更高的动态响应性。而冗余驱动系统则是为了保障机床在运动过程中的稳定性和精度而设计的。
然而，在实际应用中，配备冗余驱动的机床并不常见，同时现有的多联动并联机床性能评价方案存在不足，因此有必要开展冗余驱动系统设计和并联机床性能评价的研究。
研究内容：
本文主要分为两个部分：
第一部分：单驱两联动冗余驱动系统设计
目标：设计一种单驱两联动冗余驱动系统，能够保障机床在运动过程中的稳定性和精度。
具体内容：首先，研究并分析现有机床变速器结构，并根据机床运动特点设计单驱两联动变速器结构。然而，单驱两联动变速器在运动过程中可能出现机床因冗余驱动而发生不稳定的问题，因此本文提出采用冗余驱动技术解决此问题。接着，建立单驱两联动冗余驱动系统数学模型，并进行仿真计算，验证系统稳定性和精度。
第二部分：并联机床性能评价
目标：针对现有的并联机床性能评价方案，在精度、刚度、动态响应性等方面提出改进方案。
具体内容：首先，对现有的并联机床性能评价方案进行总结、归纳和评价，分析其在精度、刚度、动态响应性等方面存在的不足。然后，提出评价方案的改进方案，即采用编码器等传感器对机床状态进行监测，通过数据分析来评价机床性能。最后，仿真计算并比较现有和改进的评价方案，在精度、刚度、动态响应性等方面的性能差异。
研究方法：
研究方法主要包括理论分析、仿真计算和实验验证。
理论分析：首先，对现有机床变速器结构进行研究分析，设计单驱两联动变速器结构，建立单驱两联动冗余驱动系统数学模型。同时，对机床性能评价现有方案进行分析评价，提出改进方案。通过理论分析可以更好地理解和掌握冗余驱动系统设计和评价方案设计的核心思想。
仿真计算：在理论分析的基础上，利用Matlab和Simulink等软件平台建立仿真模型，对单驱两联动冗余驱动系统进行仿真计算，验证系统稳定性和精度。同时，对现有和改进的机床性能评价方案进行仿真计算。
实验验证：通过实验对单驱两联动冗余驱动系统性能进行验证，并对改进后的机床性能评价方案进行实验验证。
拟定计划：
第一年
1.研究现有机床变速器结构；
2.设计单驱两联动变速器结构，并建立数学模型；
3.研究冗余驱动技术，解决单驱两联动变速器运动不稳定问题；
4.建立单驱两联动冗余驱动系统仿真模型，并进行验证。
第二年
1.总结、归纳和评价现有机床性能评价方案；
2.提出改进方案，建立机床性能评价方案仿真模型；
3.进行仿真计算，比较改进后的机床性能评价方案和现有方案的差异；
4.完成毕业论文闭卷考试。
参考文献：
1.贾星.冗余驱动技术在机床中的应用研究[D].山东大学,2019.
2.王航,董爱国.并联机床技术[J].机械科学与技术,2018,37(12):1627-1630.
3.王波,郑亮,赵翔等.基于冗余设计的多自由度并联机器人精度分析[J].机械设计与研究,2019,35(1):1-6.