并联机床的发展现状与展望

机电工程　2001年第18卷第4期　　　　　　　　Mechanical&ElectricalEngineeringMagazine　Vol.18　No.4　2001 5

并联机床的发展现状与展望

陈文家,王洪光,房立金,赵明扬

(中国科学院机器人学开放研究实验室,辽宁沈阳　110015)

摘　要:论述并联机床的发展现状及与传统机床的区别。在对国内外典型并联机床样机的工作原理分析的基础上,指出目前并联机床研究中所面临的主要问题,并对并联机床的研究发展方向进行了展望。

关　键　词:并联机床;发展现状;展望中图分类号:TG5　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1001-4551(2001)04-0005-05

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1　引　言

此其运动惯性大,动态性能较差。同时,产生的切削力沿开链传递,使每一部件的缺陷都会对切削精度产生影响。这种机床的优点是各轴运动相互独立,运动控制比较简单。

基于并联机器人开发的并联机床,由于其运动平台由几个简单的串联运动链并行驱动,与传统串联结构的机床相比,具有如下优点[1]:

(1)系统刚度重量比大。因采用并联、闭链杆

图1　典型的并联机床

原理简图

并联机床(亦称6(3)

条腿机床、虚轴机床)是90年代中期问世的一种新型数控加工装备,其基本特征是安装工具的动平台由多个支路联接到固定平台,通过这些支路上的作动器(主动副)驱动动平台运动以改变工

系结构,在准静态情况下传动构件理论上为仅受拉、压载荷的二力杆,故传动机构的单位重量具有很高的承载能力;

(2)响应速度快。运动部件惯性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的动态品质,允许动平台获得很高的进给速度和加速度,因而特别适合于各种高速数控作业;

(3)机械本体的体积精度较高。各关节误差能够相互抵消一部分,而串联结构机床各关节的误差是积累的;

(4)环境适应性强。易于可重构和模块化设

具在空间的位置和姿态,从而实现工具相对工件的进给运动,如图1示。并联机床实质上是并联机器人技术与机床技术相结合的产物,它与传统结构形式的数控机床相比具有许多优点。传统机床中,驱动刀具与工件作相对运动的进给轴按照笛卡尔坐标布置,为串联、开链结构。为了实现5轴加工,需在传统的3轴机床上再增加两个轴来控制刀具的姿态,所有这些轴都按串联结构布置。当一个轴运动时,需带动串联运动链上后面的所有轴一起运动,因

收稿日期:2001-06-06

作者简介:陈文家(1962-),男,江苏扬州人,中国科学院沈阳自动化研究所博士研究生。研究方向:机器人学、并联机床。

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