1 并聯(lián)機(jī)床的特點(diǎn)

　　整體而言，傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床，是屬于數(shù)學(xué)簡單而機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床，而相對的，并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)床則機(jī)構(gòu)簡單而數(shù)學(xué)復(fù)雜，整個(gè)平臺的運(yùn)動牽涉到相當(dāng)龐大的數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此虛擬軸并聯(lián)機(jī)床是一種知識密集型機(jī)構(gòu)。這種新型機(jī)床完全打破了傳統(tǒng)機(jī)床結(jié)構(gòu)的概念，拋棄了固定導(dǎo)軌的刀具導(dǎo)向方式，采用了多桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)驅(qū)動，大大提高了機(jī)床的剛度，使加工精度和加工質(zhì)量都有較大的改進(jìn)。
　　
　　另外，由于其進(jìn)給速度的提高，從而使高速、超高速加工更容易實(shí)現(xiàn)。由于這種機(jī)床具有高剛度、高承載能力、高速度、高精度以及重量輕、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用，因此受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。由并聯(lián)、串聯(lián)同時(shí)組成的混聯(lián)式數(shù)控機(jī)床，不但具有并聯(lián)機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，而且在使用上更具實(shí)用價(jià)值。
　
　　 隨著高速切削的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)串聯(lián)式機(jī)構(gòu)構(gòu)造平臺的結(jié)構(gòu)剛性與移動臺高速化逐漸成為技術(shù)發(fā)展的瓶頸，而并聯(lián)式平臺便成為最佳的候選對象，而相對于串聯(lián)式機(jī)床來說，并聯(lián)式工作平臺具有如下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低。機(jī)床機(jī)械零部件數(shù)目較串聯(lián)構(gòu)造平臺大幅減少，主要由滾珠絲杠、虎克鉸、球鉸、伺服電機(jī)等通用組件組成，這些通用組件可由專門廠家生產(chǎn)，因而本機(jī)床的制造和庫存成本比相同功能的傳統(tǒng)機(jī)床低得多，容易組裝和搬運(yùn)。結(jié)構(gòu)剛度高。
　
　　 由于采用了封閉性的結(jié)構(gòu)(closed-loop structure)使其具有高剛性和高速化的優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)負(fù)荷流線短，而負(fù)荷分解的拉、壓力由六只連桿同時(shí)承受，以材料力學(xué)的觀點(diǎn)來說，在外力一定時(shí)，懸臂量的應(yīng)力與變形都最大，兩端插入(build-in)次之，再來是兩端簡支撐(simply-supported)，其次是受壓的二力結(jié)構(gòu)，應(yīng)力與變形都最小的是受張力的二力結(jié)構(gòu)，故其擁有高剛性。其剛度重量比高于傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。加工速度高，慣性低。
　　
　　如果結(jié)構(gòu)所承受的力會改變方向，(介于張力與壓力之間)，兩力構(gòu)件將會是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，而它的移動件重量減至最低且同時(shí)由六個(gè)致動器驅(qū)動，因此機(jī)器很容易高速化，且擁有低慣性。加工精度高。由于其為多軸并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成，六個(gè)可伸縮桿桿長都單獨(dú)對刀具的位置和姿態(tài)起作用，因而不存在傳統(tǒng)機(jī)床(即串聯(lián)機(jī)床)的幾何誤差累積和放大的現(xiàn)象，甚至還有平均化效果(averaging effect)；其擁有熱對稱性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此熱變形較��；故它具有高精度的優(yōu)點(diǎn)。多功能靈活性強(qiáng)。
　　
　　由于該機(jī)床機(jī)構(gòu)簡單控制方便，較容易根據(jù)加工對象而將其設(shè)計(jì)成專用機(jī)床，同時(shí)也可以將之開發(fā)成通用機(jī)床，用以實(shí)現(xiàn)銑削、鏜削、磨削等加工，還可以配備必要的測量工具把它組成測量機(jī)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的多功能。這將會帶來很大的應(yīng)用和市場前景，在國防和民用方面都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。使用壽命長。
　
　　 由于受力結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)動部件磨損小，且沒有導(dǎo)軌，不存在鐵屑或冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)部而導(dǎo)致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。Stewart平臺適合于模塊化生產(chǎn)。對于不同的機(jī)器加工范圍，只需改變連桿長度和接點(diǎn)位置，維護(hù)也容易，無須進(jìn)行機(jī)件的再制和調(diào)整，只需將新的機(jī)構(gòu)參數(shù)輸入。變換座標(biāo)系方便。
　　
　　由于沒有實(shí)體座標(biāo)系，機(jī)床座標(biāo)系與工件座標(biāo)系的轉(zhuǎn)換全部靠軟件完成，非常方便。Stewart平臺應(yīng)用于機(jī)床與機(jī)器人時(shí)，可以降低靜態(tài)誤差(因?yàn)楦邉傂?，以及動態(tài)誤差(因?yàn)榈蛻T量)。而Stewart平臺的劣勢在于其工作空間較小，且其在工作空間上有著奇異點(diǎn)的限制，而串聯(lián)工作平臺，控制器遇到奇異點(diǎn)時(shí)，將會計(jì)算出驅(qū)動裝置無法達(dá)成的驅(qū)動命令而造成控制誤差，但Stewart平臺在奇異位置會失去支撐部分方向的力或力矩的能力，無法完成固定負(fù)載對象。
　　

　 2 并聯(lián)機(jī)床的研究現(xiàn)狀

　　自從1965年Stewart提出著名的Stewart平臺機(jī)構(gòu)，
　　從此開始了基于Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)的虛擬機(jī)床研究。但開始，人們還只是對這種機(jī)構(gòu)停留在理論分析上。1994年，在美國芝加哥IMTS博覽會上首次展出并引起世界轟動的并聯(lián)6條腿機(jī)床(又稱并聯(lián)機(jī)床)，在經(jīng)過隨后持續(xù)三年的全球跟進(jìn)浪潮后，在世界范圍內(nèi)已逐漸降溫。這是因?yàn)椴⒙?lián)機(jī)床在理論和實(shí)踐上有一系列的難題，難以在短期內(nèi)解決。目前，國內(nèi)外有許多公司和研究單位在研究虛擬軸機(jī)床。我國的并聯(lián)機(jī)床研究起步較晚，但成果顯著。
　　

新聞來源：中國工業(yè)設(shè)備網(wǎng)