在工业设计中,并联机构的设计往往使用传统的经验设计法,根据产品的某项性能需求,进行单方面的设计。而随着科技的发展,其设计研究领域涉及航空航天、机械、控制及人工智能等,范围颇广。因此,对并联机构设计时,要更加充分的考虑多个性能及其涉及的多个学科之间的耦合关系,进行多学科设计优化。本文将以3-PUU并联机构为主体设计激光切割并联机床,系统考虑运动学、动力学以及静力学等诸多学科间的相互影响,筛选出每个性能的最优设计参数,来获得更好地整体性能最优。主要研究内容如下:(1)在对3-PUU并联机构位置分析的基础上,建立少自由度3-PUU并联机构的影响系数矩阵,然后对机构做动力学与运动学的理论研究。经过Matlab数值解析,再和Adams模拟曲线做出比较,检验动力学与运动学理论运算的准确性。(2)以3-PUU并联机构为主体进行激光切割机床的机构设计,采用Solidworks进行三维模型的建立,设计分析所制造激光切割机床的运行机理。再把3D模型优化并转变成Parasolid格式导进Adams,执行移动仿真。(3)对多学科设计方法进行整体的研究,从定义入手,掌握诸多学科设计改进的技术体系及基础函数模型的构建。深入探究协同优化运算方法,对于CO运算法对初值敏感、运算效率低、简化方法不收敛等问题,在之前研究者对CO运算方法优化的基准上,提出具体的改进措施。(4)研究Ansys集成iSIGHT的技术,并基于iSIGHT进行多学科设计优化的应用实例分析。构建以3-PUU并联体系为核心部件的激光切割机床的多学科性能指标,包含静力学、动力学以及运动学。构建并联切割机床核心机构的函数改进模型,经过ANSYS集成方式与优化之后的CO运算方法予以改进,平衡需要获得架构参数的最优解。本课题的研究不仅仅有助于对3-PUU并联机构实用研究,而且能够推动激光切割机床设计研究的发展,还可以提高并联机构设计的研究水平,对于国内工业设计、先进装备制造具有一定的指导意义。