本文摘要：

 为进一步提升五轴并联加工单元的运动/力传递性能和刚度性能，开展其参数优化和刚度优化。针对多参数大范围遍历消耗计算资源大且优化效率低的问题，提出了一种基于运动/力传递性能指标的分层优化方法；针对构件数量多将导致刚度与结构参数关系复杂且分别优化各构件结构效率低的问题，建立了一种基于刚度贡献率的刚度薄弱环节辨识方法和刚度逐级优化方法。所提出的结构和尺寸参数分层优化方法实现了多参数优化，使五轴并联加工单元的运动/力传递性能相较于参数优化前提高了48.37%。所提出的刚度薄弱环节辨识方法辨识出了机架为五轴并联加工单元的刚度薄弱环节，进一步采用所提出的刚度逐级优化方法逐级辨识出大虎克铰安装点和机架固定点之间的直线连接结构对机架刚度的影响大于其他部位。基于辨识结果，设计了一种仅保留大虎克铰安装点和机架固定点间直线实体的机架，在约束五轴并联加工单元末端刚度的前提下最小化机架质量，结合ANSYS拓扑分析结果和可加工性对机架进行结构优化，使五轴并联加工单元末端刚度相较于优化前提升了63.83%，刚度质量比提升了52.06%。基于移动式混联加工机器人五轴并联单元的设计基础和优化设计结果，设计了运动/力传递性能和刚度性能更优的五轴并联加工单元，未来将基于该加工单元开发加工性能更优的新型混联加工装备。

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