针对各种复杂零部件的抛磨,提出运用3-RPS并联机床完成零件的加工要求。虽然目前已经开发出并联机构样机,仅能够实现简单的运动,但是设计理论的研究还不够成熟。针对并联机床中存在的正解、刚度及振动等问题,以并联机床中的3-RPS并联机构为研究对象,分别进行机构正解、静力学、动力学及有限元等的理论研究。首先,针对传统的迭代求解方法因初值设置不当而引起的求解失败以及求解速度慢等问题,提出了一种新型的混合遗传算法求解并联机构运动学正解。此算法有效的结合了遗传算法的全局搜索能力和拟牛顿法局部搜索能力,能够快速收敛到精确解。算例结果及仿真验证表明,该算法通用性强、精度高、收敛性好、求解速度快。其次,为提高机构的静刚度性能,提出机构静刚度的评价指标与优化方法。基于雅克比矩阵、静刚度矩阵的条件数和全局柔度建立该机构静刚度的多目标优化函数,采用遗传算法进行机构尺寸优化来提高静刚度。算例及仿真结果表明,优化后整体静刚度在工作空间内的性能大幅度提高。然后,为建立完整的动力学的动力学模型,在考虑球铰链、转动关节及滚珠丝杠等处的摩擦和机构伴随运动的基础上,选择牛顿欧拉法为机构的动力学建模方法。给出动力学模型简化的方法,提高机构实时控制的效率。运用MATLAB及Adams仿真验证所建立动力学模型的正确性。最后,为避免共振降低振动,利用PROE建立机构的三维实体模型,通过ANSYS Workbench对机构进行有限元分析。通过静力学分析,校核机构强度并找出机构刚度薄弱环节;通过模态分析,得到机构的固有频率和振型,提出避免共振的方法;通过谐响应分析,得出机构应避免的敏感频率,确保机构能够承受不同频率的各种简谐载荷,为机构的进一步动态设计与优化奠定了理论依据。