【摘 要】
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并联机构的运动精度是制约混联机床加工精度的关键。本文以自主研发的2UPR＆RPS并联机构为例,拟开展其运动学分析、误差建模、精度设计、样机研制和精度测试等研究。论文的主要内容包括:首先,提出一种拓扑构型为2UPR＆RPS的并联机构概念设计方案,并对其进行运动学建模与分析。相关内容包括:运用旋量理论对其进行自由度分析,证实其具有两转一平（2R1T）运动能力;基于闭环矢量法得到其位置正/逆解;基于驱动
【基金项目】
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福建省产学合作项目《基于过约束冗余驱动并联模块的混联数控装备研究及产业化》（No.2019H6006）；
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并联机构的运动精度是制约混联机床加工精度的关键。本文以自主研发的2UPR＆RPS并联机构为例,拟开展其运动学分析、误差建模、精度设计、样机研制和精度测试等研究。论文的主要内容包括:首先,提出一种拓扑构型为2UPR＆RPS的并联机构概念设计方案,并对其进行运动学建模与分析。相关内容包括:运用旋量理论对其进行自由度分析,证实其具有两转一平（2R1T）运动能力;基于闭环矢量法得到其位置正/逆解;基于驱动雅克比和约束雅克比进行机构的奇异性分析,得出其在约束范围内无奇异位置;利用分层切片搜索法,对其进行工作空间预估,得到满足边界条件下的工作空间。其次,基于一阶摄动原理,建立2UPR＆RPS并联机构的几何误差模型,以明晰机构中各几何误差源与末端位置和姿态误差的映射关系,并通过数值仿真验证了所建误差模型的正确性。对Sobol序列进行性能分析,并利用Sobol序列的拟蒙特卡洛法（Sobol-QMC）求解2UPR＆RPS并联机构的末端位姿误差。通过建立末端位姿误差的标准差模型,获得给定工作空间内末端位姿误差标准差的分布规律。再次,利用区间分析理论,建立几何误差源的灵敏度指标,通过灵敏度分析,明晰了各几何误差源对末端位置和姿态误差的影响程度。建立以灵敏度指标为分配权重的精度综合模型,并结合均匀设计法进行机构的精度综合。采用Sobol-QMC法,对精度综合得到的几何误差源区间数进行仿真验证,证实了所提精度综合方法的可行性和误差源分配的合理性。在此基础上,制定出并联机构中关键零部件的制造公差和配合公差,并据此指导实验样机研制。最后,基于模块化思想,研制一台2UPR＆RPS并联机构样机,并搭建其软、硬件控制系统。在此基础上,搭建运动精度测试平台并开展其运动精度测试。测试结果表明:（1）本文所设计的2UPR＆RPS并联机构具有2R1T运动能力,也验证了运动学分析的正确性;（2）实测的末端位置误差贴近理论值,满足预设的精度设计条件,证实了所提精度设计的可行性。
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