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并联机床,让你的机床性能更优异
 

并联机床(又称虚拟轴机床)是由机械机构学原理引用过来的,机构学里将机构分为串联机构和并联机构,串联机构的典型代表是机器人,传统机床的布局实际上也是串联机构。理论上串联机构具有工作范围大,灵活性好等特点,但精度低,刚性差,作为机床,为提高精度和刚性,不得不将床身、导轨等制造得宽大厚实,由此导致了活动范围和灵活性能的下降。

 

 

为了解决上述矛盾,在20世纪80年代后,一大批学者开始致力于并联机构的研究,提出了并联机床的概念。并联机床的典型代表是Stewart平台结构,即由六根可伸缩杆和动平台构成,可实现较高的动态特性,但工作范围小。为解决这一问题,研究者把并联机构与串联机构结合起来,取得高动态性能和大的工作空间,其典型代表是瑞典的NOUSE公司的Tricepts机床。

↓↓EXECON并联机床↓↓

 

 

1994年芝加哥国际机床展览会后,许多大学和企业加入到并联机床的应用研究开发之中,如美国Giddings & Lewis公司、Ingersold公司、Hexel公司,德国的Siemens公司、Mikromant公司,日本的东芝公司、丰田公司、日立公司、三菱公司,俄罗斯的Lapic公司等。当时在国际上对并联机床做得最好的是瑞典的NOUSE公司,到2003年,该公司已经销售出300余台。

工业帝国的战刀,并联机床

 

整体而言,传统的串联机构机床,是属于数学简单而机构复杂的机床,而相对的,并联机构机床则机构简单而数学复杂,整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算,因此虚拟轴并联机床是一种知识密集型机构。这种新型机床完全打破了传统机床结构的概念,抛弃了固定导轨的刀具导向方式,采用了多杆并联机构驱动,大大提高了机床的刚度,使加工精度和加工质量都有较大的改进。另外,由于其进给速度的提高,从而使高速、超高速加工更容易实现。

 

由于这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度以及重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点,在许多领域都得到了成功的应用,因此受到学术界的广泛关注。由并联、串联同时组成的混联式数控机床,不但具有并联机床的优点,而且在使用上更具实用价值。

 

随着高速切削的不断发展,传统串联式机构构造平台的结构刚性与移动台高速化逐渐成为技术发展的瓶颈,而并联式平台便成为最佳的候选对象,而相对于串联式机床来说,并联式工作平台具有如下特点和优点:

1.结构简单、价格低

2.结构刚度高

3.加工速度高 惯性低

4.加工精度高

5.多功能灵活性强

6.使用寿命长

7.Stewart平台

8.变换坐标系方便

Stewart平台应用于机床与机器人时,可以降低静态误差(因为高刚性),以及动态误差(因为低惯量)。而Stewart平台的劣势在于其工作空间较小,且其在工作空间上有着奇异点的限制,而串联工作平台,控制器遇到奇异点时,将会计算出驱动装置无法达成的驱动命令而造成控制误差,但Stewart平台在奇异位置会失去支撑部分方向的力或力矩的能力,无法完成固定负载对象。


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