并聯(lián)數(shù)控機(jī)床高速進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)分析
基于并聯(lián)(虛擬軸)機(jī)構(gòu)的高速進(jìn)給系統(tǒng):
常規(guī)機(jī)床都采用笛卡爾坐標(biāo)方式進(jìn)行工作。這種機(jī)床最典型的布局是將工件安裝在正交工作臺(tái)上言丧,實(shí)現(xiàn)X、Y軸的運(yùn)動(dòng);將主軸部件安裝在立柱溜板上,實(shí)現(xiàn)Z軸運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部分(工件、夾具杂瘸、工作臺(tái)等)的總質(zhì)量比較大,再加上多層導(dǎo)軌所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)阻力伙菊,使機(jī)床不易達(dá)到很高的進(jìn)給速度和加速度败玉。另外,傳統(tǒng)機(jī)床是一種串聯(lián)系統(tǒng)纷沽,組成環(huán)節(jié)多爵路,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且常常存在懸臂部件和聯(lián)接間隙讹唧,因此機(jī)床很難獲得很高的剛度你浸。并聯(lián)(虛擬軸)機(jī)床的出現(xiàn),為解決上述問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的途徑剃坦。
各桿用滾珠絲杠或直線電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)节暇,以調(diào)節(jié)和控制6根桿件(實(shí)軸)的不同長(zhǎng)度,從而使電主軸上的刀具作6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)绝电,實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在固定在工作臺(tái)(圖中未示出)上零件的加工忿奈。這種結(jié)構(gòu)在60年代就有人提出辟瞄,但由于牽動(dòng)主軸的所有6根實(shí)軸都必須運(yùn)動(dòng),計(jì)算極其復(fù)雜饰址,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有辦法用于生產(chǎn)坝给。只有在CNC技術(shù)得到高度發(fā)展的今天,并聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用才成為可能产舞,并已出現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案魂奥。這種并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)給系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)進(jìn)給速度高在同樣的電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度下易猫,空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)比常規(guī)機(jī)床的串聯(lián)機(jī)構(gòu)可獲得更高的進(jìn)給速度耻煤。并聯(lián)機(jī)床不存在沿固定導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)及其支承部件,也就消除了導(dǎo)軌副的摩擦阻力准颓,有利于進(jìn)給速度的進(jìn)一步提高违霞。
(2)加速度高機(jī)床上工件固定不動(dòng)瞬场,所有的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)由6桿驅(qū)動(dòng)的電主軸完成。運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量小涧郊,對(duì)刀具的驅(qū)動(dòng)力為6根桿的合力贯被,因此驅(qū)動(dòng)力大,容易獲得很高的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加速度妆艘。
⊥睢(3)剛度大驅(qū)動(dòng)桿既是機(jī)床的傳動(dòng)部件,又是主軸單元的支撐部件批旺,減少了“機(jī)床-刀具―工件”工藝系統(tǒng)的聯(lián)接環(huán)節(jié)和傳動(dòng)間隙鹿连,又取消了常規(guī)機(jī)床的懸臂結(jié)構(gòu),6根桿只受拉壓不受彎矩猪玛,從而大大提高了機(jī)床的總體剛度磷拧。這種并聯(lián)進(jìn)給系統(tǒng)也存在如下一些缺點(diǎn):坐標(biāo)軸較多,作直線運(yùn)動(dòng)也要?jiǎng)?根軸衩斋,因此編程比較復(fù)雜者赴,操作不直觀;6桿長(zhǎng)度大瞎介,其熱變形對(duì)加工精度影響比較嚴(yán)重碗厕,因此目前加工精度還不太高;加工的有效空間與機(jī)床本身體積的比例不相稱融辈,也限制了其加工能力誓华。這些問(wèn)題都還有待于解決。
常規(guī)機(jī)床都采用笛卡爾坐標(biāo)方式進(jìn)行工作。這種機(jī)床最典型的布局是將工件安裝在正交工作臺(tái)上言丧,實(shí)現(xiàn)X、Y軸的運(yùn)動(dòng);將主軸部件安裝在立柱溜板上,實(shí)現(xiàn)Z軸運(yùn)動(dòng)。這種機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部分(工件、夾具杂瘸、工作臺(tái)等)的總質(zhì)量比較大,再加上多層導(dǎo)軌所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)阻力伙菊,使機(jī)床不易達(dá)到很高的進(jìn)給速度和加速度败玉。另外,傳統(tǒng)機(jī)床是一種串聯(lián)系統(tǒng)纷沽,組成環(huán)節(jié)多爵路,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且常常存在懸臂部件和聯(lián)接間隙讹唧,因此機(jī)床很難獲得很高的剛度你浸。并聯(lián)(虛擬軸)機(jī)床的出現(xiàn),為解決上述問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的途徑剃坦。
各桿用滾珠絲杠或直線電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)节暇,以調(diào)節(jié)和控制6根桿件(實(shí)軸)的不同長(zhǎng)度,從而使電主軸上的刀具作6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)绝电,實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在固定在工作臺(tái)(圖中未示出)上零件的加工忿奈。這種結(jié)構(gòu)在60年代就有人提出辟瞄,但由于牽動(dòng)主軸的所有6根實(shí)軸都必須運(yùn)動(dòng),計(jì)算極其復(fù)雜饰址,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有辦法用于生產(chǎn)坝给。只有在CNC技術(shù)得到高度發(fā)展的今天,并聯(lián)機(jī)床的應(yīng)用才成為可能产舞,并已出現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案魂奥。這種并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)給系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)進(jìn)給速度高在同樣的電機(jī)驅(qū)動(dòng)速度下易猫,空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)比常規(guī)機(jī)床的串聯(lián)機(jī)構(gòu)可獲得更高的進(jìn)給速度耻煤。并聯(lián)機(jī)床不存在沿固定導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)及其支承部件,也就消除了導(dǎo)軌副的摩擦阻力准颓,有利于進(jìn)給速度的進(jìn)一步提高违霞。
(2)加速度高機(jī)床上工件固定不動(dòng)瞬场,所有的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)由6桿驅(qū)動(dòng)的電主軸完成。運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量小涧郊,對(duì)刀具的驅(qū)動(dòng)力為6根桿的合力贯被,因此驅(qū)動(dòng)力大,容易獲得很高的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加速度妆艘。
⊥睢(3)剛度大驅(qū)動(dòng)桿既是機(jī)床的傳動(dòng)部件,又是主軸單元的支撐部件批旺,減少了“機(jī)床-刀具―工件”工藝系統(tǒng)的聯(lián)接環(huán)節(jié)和傳動(dòng)間隙鹿连,又取消了常規(guī)機(jī)床的懸臂結(jié)構(gòu),6根桿只受拉壓不受彎矩猪玛,從而大大提高了機(jī)床的總體剛度磷拧。這種并聯(lián)進(jìn)給系統(tǒng)也存在如下一些缺點(diǎn):坐標(biāo)軸較多,作直線運(yùn)動(dòng)也要?jiǎng)?根軸衩斋,因此編程比較復(fù)雜者赴,操作不直觀;6桿長(zhǎng)度大瞎介,其熱變形對(duì)加工精度影響比較嚴(yán)重碗厕,因此目前加工精度還不太高;加工的有效空間與機(jī)床本身體積的比例不相稱融辈,也限制了其加工能力誓华。這些問(wèn)題都還有待于解決。
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