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并联运动机床与传统机床的比照

2017-03-29 19:50分类:机械维修 阅读:

 

  并联运动机床与传统机床的构造见下图所示。
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               并联运动机床与传统机床的比照
  并联运动机床是以机床构造为固定途径的若干个杆件构成空间并联安排,主轴部件设备在并联安排的动途径上,作业台与机床构造衔接在一同。改动杆件的长度或移动杆件的支点,依照并联运动学原理构成刀具有关于被加工零件的运动轨道。

  并联运动机床与传统机床比照,具有以下优良的功用:

运动精度高。 可完毕高速加工。 机床刚性好。 构造简略。

  由于并联运动机床具有上述显着利益,如今已变成高速高效高柔性加工设备的一个新的翻开方向,可是它也存在一些缺陷,如操控核算极点杂乱,杆件的热变形对机床的加工精度影响比照严峻,机床加工的有用空间有关于机床自身体积所占份额较小。

并联运动机床的首要部件

  有关于传统机床,并联运动机床机械构造简略,模块化程度高,而且具有可重构性。并联运动机床首要由主轴、杆件及其驱动等机电—体化功用部件及固定途径、动途径、构造等构成。

(1)主轴部件

  并联运动机床的主轴大大都选用电主轴,其电动机的转子和主轴是一体的,无需任何机械衔接。主轴转速的调理选用变频调速,改动电动机的供电频率,即可完毕主轴转速的调理。

  下图为IBAG公司出产的主轴体系。主轴体系首要包含电主轴及设备调整板、可编程操控器和主轴驱动、主轴冷却体系和光滑体系、刀具夹紧液压体系等构成。
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                   主轴体系

(2)杆件

  杆件是并联安排的运动输入构件。杆件的物理构造包含机械构件、电气器材、液压部件以及它们的组合,可分为固定杆长和可变杆长两大类。

  可变杆长的并联安排,杆件的基点固定,杆件的作业长度可变;固定杆长的并联安排,杆件的长度固定不变,杆件的基点方位可以改动。从运动学的视点来看,杆件是具有必定刚度的刚体,杆件长度的改动或杆件基点的移动决议了动途径(主轴部件)的运动速度、加快度、方位和姿势。
下图是固定杆长杆件。杆件的两头设备有万向铰链,别离用于衔接直线电动机滑板和主轴部件动途径。杆件由管材制成,经过螺纹与万向铰衔接。
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                    带万向铰链的杆件
  并联运动机床的弹性杆组件如下图所示,杆的驱动由伺服电动机驱动。
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              Dyan-M型并联运动机床的弹性杆组件

(3)铰链

  铰链是衔接固定途径、动途径和杆件的构件,其功用是供给绕某一运动基地的翻滚以及传递完毕运动所需的力。为抵达这一意图,铰链应当具有2~3个旋转自在度,并在悉数旋转方位时,翻滚轴线都可以经过铰链的同一基地址。

  铰链可分为球铰链和万向铰链两类。铰链是并联安排的活动关节,对并联运动机床的作业精度有很大的影响,制作精度恳求较高。例如,球铰链的球体尺度差错为1μm,需求专门的技能和设备,通常由专业厂家出产。

  INA公司出产多种用于并联安排的滚珠球铰链和万向铰链,其外观如下图所示。
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              INA公司出产的球铰链和万向铰链

  并联运动机床的首要功用部件如电主轴、杆件、铰链等都有规范化、系列化的模块,因而并联运动机床可由模块化的规范功用部件构成。下图为由规范化功用部件构成的并联运动机床(高压水切开机床)。该机床除底座和机架外,悉数由规范化功用部件构成。从图中可见,三角形的底座有三个依照120°均匀散布的机架,构成双层构造固定途径(下途径)。6根构造一样的弹性杆,由伺服电动机驱动。其外壳经过2自在度的十字框型铰链,按等散安顿固定在机床的底座和机架上。弹性杆与笔直方向成45°散布。6根弹性杆的另一端经过万向铰链与并联安排动途径(上途径)衔接。因而并联运动机床具有模块化及可重构的利益,可以在短期内开宣告各种新式的并联运动机床。
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              由规范化部件构成的并联运动机床

并联运动机床实例

  Linapod-Ⅲ型并联运动机床是由德国斯图加特大学机床操控技能研讨所担任开发的5坐标立式加工基地,机床的外观及整机的CAD模型如图所示。该机床底座有三个呈120°散布的、具有直线导轨的立柱。在每个立柱导轨上有两块由直线电动机驱动的滑板沿其作上下移动。由于该机床选用直线移动作为并联安排的输入,因而称为Linapod。 
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            Linapod-Ⅲ型并联运动机床外观和CAD模型
  机床技能参数为:加工计划600mm×600mm×600mm,主轴最大移动速度60m/min,主轴移动最大加快度1.5g,主轴倾角15°,主轴转速24000r/min,主轴功率27kW,直线电动及驱动力11kN。

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