并联数控机床高速进给系统的优势分析

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　　基于并联（虚拟轴）机构的高速进给系统：
　　常规机床都采用笛卡尔坐标方式进行工作。这种机床最典型的布局是将工件安装在正交工作台上，实现X、Y轴的运动；将主轴部件安装在立柱溜板上，实现Z轴运动。这种机床的运动部分（工件、夹具、工作台等）的总质量比较大，再加上多层导轨所产生的运动阻力，使机床不易达到很高的进给速度和加速度。另外，传统机床是一种串联系统，组成环节多，结构复杂，而且常常存在悬臂部件和联接间隙，因此机床很难获得很高的刚度。并联（虚拟轴）机床的出现，为解决上述问题开辟了一条新的途径。
　　各杆用滚珠丝杠或直线电机分别驱动，以调节和控制6根杆件（实轴）的不同长度，从而使电主轴上的刀具作6个自由度的运动，实现对安装在固定在工作台（图中未示出）上零件的加工。这种结构在60年代就有人提出，但由于牵动主轴的所有6根实轴都必须运动，计算极其复杂，当时还没有办法用于生产。只有在CNC技术得到高度发展的今天，并联机床的应用才成为可能，并已出现多种设计方案。这种并联机构进给系统的主要优点如下：
　　（1）进给速度高在同样的电机驱动速度下，空间并联机构比常规机床的串联机构可获得更高的进给速度。并联机床不存在沿固定导轨运动的工作台及其支承部件，也就消除了导轨副的摩擦阻力，有利于进给速度的进一步提高。
　　（2）加速度高机床上工件固定不动，所有的坐标运动由6杆驱动的电主轴完成。运动部件质量小，对刀具的驱动力为6根杆的合力，因此驱动力大，容易获得很高的进给运动加速度。
　　（3）刚度大驱动杆既是机床的传动部件，又是主轴单元的支撑部件，减少了“机床-刀具―工件”工艺系统的联接环节和传动间隙，又取消了常规机床的悬臂结构，6根杆只受拉压不受弯矩，从而大大提高了机床的总体刚度。这种并联进给系统也存在如下一些缺点：坐标轴较多，作直线运动也要动6根轴，因此编程比较复杂，操作不直观；6杆长度大，其热变形对加工精度影响比较严重，因此目前加工精度还不太高；加工的有效空间与机床本身体积的比例不相称，也限制了其加工能力。这些问题都还有待于解决。

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