對于采用五個支承桿的機床茄颈,例如由駐地在Chemnitz市的Metrom公司開發(fā)的并聯(lián)運動機床圃靖,可以操縱五個自由度帮伙。在適當配置萬向鉸鏈的情況下航娩,使不再操縱的自由度同繞著主軸軸線的回轉自由度重疊。在這種情況下鹰党,意味著減少到五個支承桿炫茄,然而不會限制用來實現(xiàn)五軸運動所必要的自由度。但是钓藏,采用五個支承桿可以獲得比常規(guī)六條腿并聯(lián)運動機床更大的擺動運動(是指主軸部件 譯注)状奴。偏轉角可以大于90度。如果工件固定在回轉工作臺上精臭,工件在一次裝夾下可以進行五面加工耗憨。
當?shù)谝淮慰吹讲⒙?lián)運動機床時差不多肯定會產(chǎn)生上面所提出的問題。感興趣的人肯定還想知道悲组,如此細線狀的結構在實際生產(chǎn)中真的能足夠牢固嗎检痰?而首先應該解釋,并聯(lián)運動機構究竟是個什么樣的機構锨推。在并聯(lián)運動機床上所運動的部件(例如主軸)是利用一定數(shù)量的支承桿和萬向鉸鏈與機架進行聯(lián)接铅歼。典型的六條腿機床有著六個提升油缸型式的支承桿,其長度是可變的换可。當選擇合適類型的萬向鉸鏈椎椰,并利用支承桿把機架上的鉸鏈和所要移動的部件上面的鉸鏈聯(lián)接起來,就能借助于支承桿長度的變化來操縱移動部件的六個自由度沾鳄。任何一個支承桿的長度可以單獨進行操縱慨飘,而不會出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。
盡管機床采用五個支承桿译荞,而通過合適的鉸鏈連接瓤的,仍能使主軸質(zhì)量的所有加速度只是在支承桿上產(chǎn)生軸向力。對于Metrom公司的并聯(lián)運動機床吞歼,作為滾珠絲杠的支承桿在軸向具有很高的剛性圈膏。
以較大的材料切除量加工鋼件
Chemnitz的機床專家們在P1000型的機床上采用了直徑為63mm的滾珠絲杠傳動裝置。支承桿的配置是最佳的篙骡,由此使得主軸在較大的工作范圍內(nèi)稽坤,無論在立式位置還是在水平位置,與機架的聯(lián)系都具有較高的剛性掺昵。Metrom公司按照同樣的原則設計機架土嚼。機架的支承桿主要是承受拉力負荷和壓力負荷。由此來滿足重要的條件,例如以便能夠調(diào)整較高的加加速度極限值(500m/s3)缓缝∏幔回轉直接驅動裝置通過較高的調(diào)節(jié)放大能使加速度大于10m/s2。由于所移動的質(zhì)量較輕栈眉,所以能量消耗和輸出功率是很低的趣闹。
此外,這種機床的主軸可具有88Nm和130Nm(S1/S6)的轉矩(S1表示該電主軸在100%運轉時間的負載榛架,S6表示在40%運轉時間的負載箍负。S6>S1,這是由于接通時間短唤鳍,所以允許電主軸短時超載 譯注)和27kW的功率麦回。機床的性能并不限于這些極限值,因此恕刘,采用P1000型并聯(lián)運動機床可以以較大的材料切除量加工鋼件和其它硬材料缤谎。同時所謂的加速度和加加速度以及調(diào)節(jié)放大,允許實現(xiàn)高動態(tài)五軸聯(lián)動軌跡運動褐着。所以利用同一臺機床也可以用來高效地加工輕型材料的工件坷澡。
并聯(lián)運動機構剛性如何?
Chemnitz市的Metrom公司的并聯(lián)運動機構含蓉,多年來已應用于直接銑削由型砂粘結成的鑄造模频敛。這種材料在加工時允許采用較高的切削速度,所以并聯(lián)運動機構正適合于這類的加工馅扣。
根據(jù)多年的使用情況斟赚,有關磨損能有哪些看法?在進行砂型銑削時差油,尖棱的微粒以較高的速度被拋擲到整個加工區(qū)拗军。使用結果表明,即使砂粒飛揚蓄喇,設備也沒有受到損壞发侵,Metrom公司這樣認為。因為在任何主軸位置偷真,砂粒流的方向是垂直于主軸的軸線的闲招。支承桿本身可以以簡單的方式采用波紋套管來防護砂粒,對于并聯(lián)運動機床尚技,這種結構的機床不存在需要進行防護的導軌。滾珠絲杠傳動裝置兩端由萬向鉸鏈進行支承润沸,按此方式潭耙,出于結構原理上的原因,在橫向不會出現(xiàn)造成滾珠絲杠傳動裝置嚴重磨損的彎曲負載。
防止碰撞
為防止發(fā)生碰撞都宅,主軸是不允許進入工作區(qū)的某些位置的列汽。這種碰撞的發(fā)生可能是萬向鉸鏈的折角太大,出現(xiàn)主軸同機架部件相撞愧橄,或出現(xiàn)支承桿相互發(fā)生碰撞喳律。對這種情況,Metrom公司采用控制系統(tǒng)來處理瘪期,通過控制系統(tǒng)就可以及時識別任何的碰撞危險赤朽。但是,控制系統(tǒng)不能防止主軸和工件間的碰撞昆码。即使是出現(xiàn)了部件的損壞气忠,在這里仍然能夠顯示出這種機床結構的優(yōu)越性。因為模塊化的機床結構使得修理費用相對減少赋咽。并且在更換掉受損的部件和重新進行校正之后旧噪,不會影響到精度,哪怕是整個機架由于發(fā)生碰撞而變形脓匿。
加工工件比機床還大淘钟?
Metrom公司的并聯(lián)運動機床的機械結構是由五個包括萬向鉸鏈在內(nèi)的支承桿、一個主軸部件和一個剛性的機架所構成陪毡。機架可以以較大的公差來制造米母,而不會影響到機床的精度。
在把支承桿裝入到可以很容易進行校正的機架中之后缤骨,便開始校準作業(yè)程序爱咬。通過這個程序確定運動參數(shù),并把這些參數(shù)輸入到NC控制系統(tǒng)中绊起。利用這些信息控制系統(tǒng)把在普通坐標系中預先定的每一個主軸位置換算成所有進給驅動裝置的位置精拟。通過這種機床結構模式,為對大型工件進行補充加工開辟了一個嶄新的途徑箩晦。一種受到贊同的想法是可移動的模塊化銑削中心甫蹄。對于這樣的機床,工件是不進行傳送的淀甘。在工件所要加工的范圍內(nèi)簡單地構建一個機架缚粮,把支承桿連同萬向鉸鏈掛裝在機架上。在很大程度上是自動化校準的作業(yè)程序結束之后风镊,就可以開始進行加工囊叛。之后機床部件就可方便地被拆除,今后可以重新進行使用满颂。這種機床有利于有成效并以較低的費用加工大型零件学蟀。
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