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含两个冗余驱动的C形龙门并联机床的数控研究的开题报告
开题报告
一、选题依据
随着现代工业的不断发展，机械制造行业日益重视加工精度和生产效率的提高。而数控机床作为现代机械制造的重要装备，具有高精度、高效率和自动化程度高等优点，得到了广泛应用。然而，对于大型工件的加工，单臂机器人的灵活性无法满足生产要求，需采用龙门结构的机器人。
C形龙门并联机床是一种多关节点、多自由度的机器人系统，具有较高的刚性和承载能力，适合于加工重型工件。然而，由于机器人自身结构的复杂性，其运动轨迹显得更加难以控制；特别是在含两个冗余驱动的系统中，有多个解可行性问题需要解决，如何寻找一组最优解，是提高机器人运行精度和效率的重要研究方向。
因此，本研究选取含两个冗余驱动的C形龙门异型机床作为研究对象，通过数控技术对其运动轨迹进行控制，探究如何解决多解可行性问题，提高机器人的加工精度和效率。
二、研究目的
1.探究含两个冗余驱动的C形龙门机床的运动轨迹规划方法，掌握数控机床的控制技术；
2.解决多解可行性问题，寻找出最优加工方案，提高机器人的运行精度和效率；
3.对研究系统进行仿真分析和实验验证，验证运动轨迹控制方案的可行性和有效性。
三、研究内容
1.建立C形龙门并联机床的数学模型，分析机器人的运动学和动力学特性；
2.研究含两个冗余驱动的C形龙门机床的运动轨迹规划方法，从机器人末端执行器的位置和姿态出发，优化龙门机器人的轨迹，适应不同加工需求；
3.解决多解可行性问题，采用优化算法，寻找出最优加工方案，并利用实验数据分析验证算法的有效性；
4.基于MATLAB/Simulink软件，对研究系统进行仿真分析和实验验证，测试研究结果的可行性和有效性。
四、研究技术路线
本研究采用以下技术路线：
1.建立机器人数学模型，在数控系统中构建机器人仿真模型，确定运动轨迹规划算法；
2.在运动轨迹规划算法的基础上，对含两个冗余驱动的C形龙门机床进行动力学分析，接着针对机器人的运动方程和控制方案进行探究；
3.将控制算法嵌入实际的数控机床系统中，进行实验验证，获取实验数据进行分析；
4.对研究结果进行复现验证和评估，优化算法，获得最优化的运动规划控制算法。
五、研究意义
本研究可以提高含两个冗余驱动的C形龙门机床的加工精度和效率，具有重要的现实意义和应用价值。其可在工业自动化生产线、航空制造等领域得到广泛应用。
同时，本研究还可以推进龙门机器人系统中的技术创新和发展，促进机器人应用的进一步普及，对机器人产业的发展具有积极的促进作用。
六、参考文献
[1]金亮,祝学锋.大型异形机床龙门式并联机器人轨迹规划与控制[J].机电工程,2019,36(4):785-792.
[2]韩占旗,李靓,刘敬波.基于多粒子协同优化算法的C型龙门机床轨迹优化控制研究[J].智能系统学报,2020,15(06):1150-1160.
[3]董波,王某某,付某某.基于MATLAB的龙门刀具轨迹规划算法[J].机床与液压,2020,48(23):84-87.