虚拟轴机床

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虚拟轴机床基于CMAC滑模变结构控制的实验研究

ｐｅｆｒａｃｒｏｍｎｅ，ｓａｉｒｏａｃｎｄｓｒｎｏｕｔｅｓＩｅｌｓｒｐｉｄｅａｔｐｏｉｉｎｓｒｏｃｎｒｆｔｔｔｃｐｅｆｒｎｅａｔｏｇｒｂｓｎｓ．ｔｒａｉａｄａｘｃｓｔｏｅｏｔｏｌｍｚｅｎｖｏｈｅｃｏｍｂｎｄ－ｉｉｉｇｈａ．ｉｅｔｌｍｌｎｅｄｔｌ
ｓｉｉｇｍｏｅｃｎｒｌｍｅｈｄｂｓｄｏｌｎｄｏｔｏｔｏａｅｎＣＭＣｓｄｓｇｅＥｘｒｍｅｔｒｓｌｓｓｏｔｅｃｎｒｌｍｅｈｏｆｅ。ｄＡｉｅｉｎｄ．ｐｅｉｎｅｕｔｈｗｈｏｔｏｔｄｅｆｃ
加工表面质量、产率及工作可靠性等技术指标，要生主
制策略特性的选择和对控制策略的设计来达到。智能仪器和新的执行机构只能简化机械运动控制的实施装置，只有新的先进控制策略的设计和应用，能达到消才除或减小非线性进而真正达到高性能的最终目标。参数变化和外部干扰引起的不定性是位置伺服系统难以解决的棘手问题。当这种不定性影响比较严重时，统的线性控制策略（Ｉ传ＰＤ控制）自适应控制不和
ＣＡＣ（ｅｅｅｌｄｌｒｉｕａｉｎｃｎｒ１ｔｌｉｇｍｏｅｖｒｂｅｓｒｃｕｅｃｎｒｌａｎｒｅｃｌｄｓｒｔＭｃｒｂｌｍｏｅｔｌｔｏｔｏ）ｗｉｓｉｎｄａｉｌｔｔｒｏｔｏ，ｅｖｅｌｉｅｅａａｃｏｈｄａｕｃ

VAMT1Y虚拟轴机床

产品与展品VAMT1Y虚拟轴机床清华大学汪劲松段广洪杨向东朱铁君赵广木天津大学黄　田在机械制造系统的发展过程中,每一代设备的更新和革命,都给制造技术和生产带来一次飞跃和进步,使机械制造业的生产能力和产品质量大幅度提高、生产成本降低和生产周期明显缩短。

但是,历代制造设备在结构方面一般均采用由床身、立柱、主轴箱和工作台等部件串联而成的非对称“C”型布局。

尽管这种传统布局具有作业范围大、灵活度好等优点,但亦存在如下固有缺陷:(1)机床结构布局的非对称性可能导致受力与热变形不均匀。

(2)机床结构件不但承受拉、压载荷,而且还承受弯、扭载荷。

因此,为了保证刚度,通常需要建造粗笨的结构支撑件和运动部件。

这不但需要耗费较多的材料和能源,而且也制约了进给速度的大幅度提高。

(3)刀具与工件之间的相对运动误差通常为各运动坐标误差的线性累加。

(4)由于部件众多、结构复杂,因而直接影响到整个系统的可靠性。

为了克服传统机床结构布局的固有缺陷,有效地降低重量和提高对生产环境的适应性,近年来全球机床制造业都在积极地探索和研制新型制造设备与系统。

其中在结构技术上的突破性进展当属90年代问世的虚拟轴机床(Virtual Axis M achine T ools)。

虚拟轴机床实质上是机器人技术与机床结构技术结合的产物,其原型是Stew art平台并联机器人。

由于这类机床采用闭环并联结构,因而具有模块化程度高、出力大、重量轻、速度快、精度高和造价低等优点。

在活动平台装备机械手腕、电主轴、激光器或CCD摄像机等末端执行机构,在一定范围内可实现多坐标数控加工以及装配与测量等多种功能。

目前,国际学术界和工程界对研究与开发虚拟轴机床非常重视,对这种新型数控装备的工程应用前景和市场潜力极为乐观,纷纷投入大量人力和物力竞相开发,并于90年代初相继推出几种结构相似而名称各异的样机。

如1993年美国德州自动化与机器人研究院在美国国家基金会(NSF)和德州先进制造技术基金资助下,成功地研制出可完成铣、磨、钻、镗、抛光和高能束等多种加工的多功能并联加工机械手。

一种高效虚拟轴机床的位置正解

维普资讯
第３６卷
第１期１
西安交通
大学学报
Ｖｏ．６Ｎ１１３ｏ１
ＮＯＶ２２．００
２００２年１１月
ＪＵＲＮＡＦＸＩＯＴＧＵＮＩＥＳＴＯＬＯＩＡＮＪＡＯＮＶＲＩＹ
要求．关键词：位置反解；置正解；代位迭
中图分类号：ＴＨｌ２文献标识码：Ａｌ
ＥｆｅｔｖｅｈｏｏｆＦｏｗａｄＤｉｐｌｃｍｅｆｃｉｅＭｔｄｒｒｓａｅｎｔＡｎａｌｓｓｙｉｆｒＶｉｔｌＡｘｉａｈｉｏ０ｒｕａｓＭｃｎｅＴｏｌ
由各条腿长来计算虚拟轴机床活动平台的位姿称为 “ 置正解 ” 由于涉及到求解非线性方程组，位，所以求解比较困难．活动平台的位姿来求各腿的长由
ＡｂｔａｔＩｏｓｄｒｔｏｆｔｅｃｎｉｕｔｎｏｓｂｌｙｏａｈｉｅｔｏｏｅｅｔｓｒｃ：ｎｃｎｉｅａｉｎｏｈｏｔｎｉｙａｄｐｓｉｉｔｆｍｃｎｏ１ｍｖｍｎ，ａｌｏｉｎａｇ — ｒｔｍｏｃｒｙｏｈｏｗａｄｄｓａｅｅｔｂｓｄｏｈｅｅｓｉｐａｅｅｔａａｙｉｓｐｏｉｈｔａｒｕｔｔｅｆｒｒｉｐｌｃｍｎａｅｎｔｅｒｖｒｅｄｓｌｃｍｎｎｌｓｓｉｒ —
ｐｓｄＴｈｅｉｉｉｌｏｉｉｎａｄｐｓｆｍｏａｌｌｔｏｍｒｕｐｓｄｆｒｔｙ，ａｄｔｅｉｉｉｌｐｓ— ｏｅ．ｎｔａｓｔｎｏｅｏｖｂｅｐａｆｒａｅｓｐｏｅｉｓｌｐｏｎｈｎｔａｏｉｔｏｎｏｅａｅｃｒｅｔｄｂｈｉｆｒｎｅｂｔｅａｃｌｔｄｌｎｔｓｏｉｅｓａｄｔｅｇｖｎｉｎａｄｐｓｒｏｒｃｅｙｔｅｄｆｅｅｃｅｗｅｎｃｌｕａｅｅｇｈｆｓｘｌｇｎｈｉｅｏｅ．Ａｆｅｅｅａｔｒｔｎｓｅｓｔｅａｔａｏｕｉｎｏｏｗａｄｄｓｌｃｍｅｔａａｙｉａｅｎｓｔｒｓｖｒ１ｉｅａｉｔｐ，ｈｃｕ１ｓｌｔｏｆｆｒｒｉｐａｅｎｎｌｓｓｃｎｂｏｏｔｉｅ．Ｓｎｅｔｅｒｖｒｅｄｓｌｃｍｅｔａａｙｉｓｖｒａｙｔａｃｌｔ，ｔｂｖｌｏｉｈｂａｎｄｉｃｈｅｅｓｉｐａｅｎｎｌｓｓｉｅｙｅｓｏｃｌｕａｅｈｅａｏｅａｇｒｔｍｅｓｒｓｔａｈａｃｌｔｎｐｅｓｇｅｔｙｅｈｎｅｎｈｘｅｄｄｃｌｕａｉｇｔｍｅｃｎｍｅｔｎｕｅｈｔｔｅｃｌｕａｉｇｓｅｄｉｒａｌｎａｃｄａｄｔｅｅｐｎｅａｃｌｔｎｉａｅ

直线伺服6位置虚拟轴机床的运动学解耦

ｃｎｒｌｏａｔｕｔｉａｏｍｅｈｄｉｃｍｂｎｄｗｔｈｈｏｙｏｅｏｌｇａｄａｎｗｅｏｐｉｏｔｏ・ＬｃｌｒｃｕｒｔＤｓｚｉ．ｔｏｓｏｉｅｉｈｔｔｅｒｆｄｃｕｐｉｎｅｄｃｕｌｅｎｇｌｏｈｉｒｐｓｄＦｒ６ｐｒｔｏｐｍａｈｎｏｌｅｏｐｉｅｗｅｎｐｒｅｔｏｎｏａａｇｒｔｍｓｐｏｏｅ．ｏｏｉｎｌｏｃｉｅｔｏ，ｄｃｕｌｇｂｔｅａａｌｌｍｏｉｎａｄｒｔｉｏｎｌｔｎｉｅｌｅｈｏｅｃｌ．ｉｓｒａｉｄｔｅｒｔａｌｏｚｉｙＫｅｒｓｅｏｌｇｏｉｏ —ｏｐｍａｈｎｏｌｎｅｓｉｅｔｓｓｌｔｏｙｗｏｄ：ｄｃｕｐｉ；６ｐｓｔｎｌｏｃｉｅｔｏ；ｉｖｒｅｋｎｍａｉｏｕｎ｛Ｉｅｒ珈ｔｒｎｉｃｉｉａｎ０
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｕｓｎｉｅｒｍｏｏｓｔｃｕｔｉｔａ— ｘｓｍａｈｎｏｌｃＤｍｅｔｔｅｒｑｉｅｎＩｓ０ｉｈｉｇｌａｔｒｏａｔａｅｖｒｕｌａｉｎｃｉｅｔｏａｅｈｅｕｒ工ｅｌｆｈｔ
ＧＵＯｎ — ｉｇ，ＬＩＹｎＱｉｇｄｎＵａｇ
（ｏｌｇｆｅｔｃＥｎｉｅｒｎＣｌｅｏｃｒｇｎｅｉｇ，ＳｅｙｎｎｖｒｉｆｃｎｌｇＳｅｙｎ１０３ｅＥｌｉｈｎａｇＵｉｅｓｙｏｔＴｅｈｏｏｙ，ｈＤａｇ１０２，Ｃｈｎ）．ｉａ

虚拟轴并联机床研究的发展、关键技术及趋势

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｒｕｌａｉ；ｐａａｌｌｍａｈｉｅｔｏ；ｄｖｌｐｍｅｔｅｅｈｏｌｇｐｒｓｃｔｉｔａｘｓｒｌｅｃｎｏｌｅｅｏｎ；ｋｙｔｎｏｙ；ｏｐｅｃ
Ｏ引言
新一代机床的发展趋势是进一步满足超精密、超高速、光和细微加工等新工艺提出的高性能和高集激
重要发展方向床的发展
１１虚拟轴并联机床研究的历史回顾．Ｄ．Ｓｅａ在１６ｔｗｒｔ９５年提出了一种新型的、自由度６的空间并联机构，由上下两个平台和６个并联的、它可独立自由伸缩的杆件组成，缩杆和平台之间分别通伸过两个球铰链Ａ、ｃ、Ｅ、和口、ｃｄ、、Ｂ、Ｄ、Ｆｂ、、ｅ厂连结，称为Ｓｅｒ平台（１［，功地将它应用于战斗机的ｔｗａｔ图）５成１模拟器中，展开相应的理论研究。１６年他发表了并９６论文《ｌｔｒｗｉｉｅｒｅｆＦｅｄｍ），定了ＡＰａｏｍｔＳｘＤｇｅｓｏｒｅｏ）奠ｆｈ
Ｄｅｅｏｐｅ，ＫｅｃｎｏｏｙａｒｃｉｆＶｉｔａｉｖｌｍｎｔｙＴｅｈｌｇｎｄＤｉｅｔｏｎｏｒｕｌＡｘｓＰａｒｌｅａｈｉｏａｌｌＭｃｎｅＴｏｌ
ＬｉｇＹＮＨｎ－ｏＡＧＪｎｍｎＩＱａ，Ａｏｇｂ，ＹＮｉ－ｉｇｎａ

机械制造装备设计课后习题答案完整

第五章课后习题答案1机床夹具的作用是什么？有哪些要求？作用：1、保证加工精度2、提高生产率3、扩大机床的使用范围4、减轻工人的劳动程度，保证生产安全5、降低成本要求：1、保证加工精度2、夹具的总体方案应与生产纲领相适应3、安全、方便、减轻劳动强度4、排屑顺畅5、夹具应有良好的刚度、强度、结构工艺性1.机床夹具的组成部分有哪些？1、定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置2、夹紧元件及夹紧装置用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置3、导向及对刀元件用于确定工件与刀具的相互位置的元件4、动力装置5、夹具体用于将各元件、装置连接在一块，并通过它将整个夹具安装在机床上6、其它元件及装置3.何为六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况？它们各包括哪些方面？六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度使工件实现完全定位。

正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，称定位的正常情况。

正常情况分为：a完全定位六个自由度全部被限制b不完全定位少于六个自由度被限制非正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制，称为非正常情况非正常情况分为：a.欠定位需要限制的自由度没有完全被限制b.过定位某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制4、确定夹具的定位方案时，要考虑哪些方面的要求？在多个表面参与定位时：限制自由度最多的定位面——第一定位基准面或主基准面限制自由度较多的定位面——第二定位基准面或导向基准限制一个自由度的定位面——第三定位基准面或定程基准5、何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差：指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差，它是加工误差的一部分产生定位误差的原因：1、基准不重合带来的定位误差2、间隙引起的定位误差3、与夹具有关的因素产生的定位误差6、夹紧和定位的区别？对夹紧装置的基本要求有哪些？定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。

机床中虚拟轴的作用

机床中虚拟轴的作用机床是制造业中常见的一种工具机械，它用于加工金属和其他材料，以制造各种零部件和产品。

在机床中，虚拟轴扮演着重要的角色，它具有多种作用，为机床的运行和加工提供了便利和灵活性。

虚拟轴能够扩展机床的加工能力。

传统的机床通常只具备三个基本轴，即X轴、Y轴和Z轴，用于实现直线运动和旋转运动。

然而，在某些加工任务中，仅仅依靠这三个轴是无法满足要求的。

虚拟轴的引入可以通过软件控制，实现额外的运动自由度，例如旋转、倾斜、平移等。

这样一来，机床的加工能力就得到了有效拓展，能够处理更为复杂的工件形状和结构。

虚拟轴可以提高机床的精度和稳定性。

在加工过程中，对于一些特殊的加工要求，如曲面加工、螺旋加工等，传统的三轴运动可能会存在一些局限性。

而虚拟轴的引入使得机床能够以更加灵活的方式进行加工，从而提高了加工精度和稳定性。

通过虚拟轴的控制，可以实现对刀具的精确定位和运动轨迹的控制，从而保证了加工结果的准确性和一致性。

虚拟轴还可以简化机床的操作和编程。

在传统的机床操作中，需要进行复杂的手动操作和编程设置，以实现复杂的加工要求。

而虚拟轴的引入使得机床操作变得更加简单和直观。

通过虚拟轴的控制，可以通过简单的操作界面或编程指令，实现对虚拟轴的控制和调整。

这不仅提高了机床的操作效率，还降低了操作人员的技术要求，使得机床的使用更加普及和便捷。

虚拟轴还可以实现机床的多轴联动和协同加工。

在某些复杂的加工任务中，往往需要多个刀具或工作台的协同运动，以完成复杂的加工过程。

虚拟轴的引入使得机床能够实现多轴的联动控制，从而实现协同加工。

通过虚拟轴的控制，可以灵活地实现各个刀具或工作台的运动同步，保证加工过程的协调和一致性。

虚拟轴还可以提高机床的灵活性和适应性。

随着制造业的发展和需求的不断变化，机床需要具备更高的灵活性和适应性，以满足不同加工要求。

虚拟轴的引入使得机床能够根据不同的加工任务和工件形状，灵活地调整和配置虚拟轴的功能和运动方式。

虚拟轴数控机床工作精度检验方法探讨

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沿ｙ平面进行，未评价ＸＺ、－并－ＹＺ平面的精度，故无法评估传统数控机床的所有性能。最新的国际机床检验标准推荐用球杆仪检验法取代ＮＳ９９试切 ’ Ａ７
机床，虚拟轴机床或新型敏捷制造加工中心 “ 是机床）家族的新成员，它抛弃了传统的固定导轨刀具导向方式，采用了六自由度并联机构（ｔａ平台）Ｓｗｒｅｔ为其结构主体，因而理论上可以加工任意复杂曲面零件（如叶轮、具等）模。另外，种新型机床各伸缩杆的运动效这果耦台，具有精度高的潜在优势。机床精度检验通常包括几伺精度、位置精度和工作精度检验。目前，尚未见到ＩＳＯ组织或某国针对虚拟轴数控机床精度检验制订的标准。本文参照传统数控机床精度检验。的内容，结台虚拟轴数控机床的并
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ｎｇａ工艺与幢一０ｙｄｌ０ｎ
虚拟轴数控机床工作精度检验方法探讨
ＤｓｕｓｏｎＥａｕｔｇＳｈｍｅｏｃｉｉｇＡｃｕａｙｏｅＶｒａ－ｘｓＣＮＭａｈｎｏｌｉｃｓｉｎｏｖｌａｉｃｅｆＭａｈｎｎｃｒｃｆｈｉｕｌｅＧｃｉｅＴｏｎｔｔａ
度等项目。另外，此法根据数控机床各坐标的行程范围，确定切削试件的相应尺寸。这样规定是因为传统机床各坐标的误差与行程之间为线性映射，因而利用小尺寸试件检验大行程的工作精度具有台理性。

虚拟轴机床电机伺服控制系统参数整定方法的研究

定，获得了非常好的结果。最后，在虚拟轴机床运动学控制的数学模型中添加了上述优化整定后的
参数，进行仿真实验研究，仿真实验结果表明，对虚拟轴机床电机伺服控制系统的参数使用遗传算法
优化整定，不仅优化的速度较快，而且可以获得令人满意的优化结果。
文章编号：１００１ —２２６５（２０１３）１１ — ００８８ —０４
虚拟轴机床电机伺服控制系统参数整定方法的研究
胡晓雄，贾育秦
（太原科技大学机械工程学院，太原０３００２４）
术
摘要：虚拟轴机床电机伺服控制系统的参数整定是虚拟轴机床设计的重要基础部分，论文对位置环控制器ＰＩＤ控制的参数和速度环控制器ＰＩＤ控制的参数使用遗传算法优化整定，并把优化整定结果和常规Ｚｉｅｇｌｅｒ — Ｎｉｃｈｏｌｓ方法做了分析比较，同时对若干控制器的参数使用遗传算法同步实施优化整
第１１期
２０１３年１１月
组合机床与自动化加工技术
ＭｏｄｕｌｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
ＮＯ．１１
ＮＯＶ．２０１３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｉｒｔｕａｌａｘｉｓｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｍｏｔｏｒｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｅｔｆｏｒｔｈｅｖｉｒ —

并联机床

并联机床一定义：并联机床(Parallel Machine Tools)，又称并联结构机床(Parallel Structured Machine Tools)、虚拟轴机床(Virtual Axis Machine Tools)，也曾被称为六条腿机床、六足虫(Hexapods)。

并联机床是基于空间并联机构Stewart平台原理开发的，是近年才出现的一种新概念机床，它是并联机器人机构与机床结合的产物，是空间机构学、机械制造、数控技术、计算机软硬技术和CAD/CAM技术高度结合的高科技产品。

它克服了传统机床串联机构刀具只能沿固定导轨进给、刀具作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工。

自其1994年在美国芝加哥机床展上首次面世即被誉为是“21世纪的机床”，成为机床家族中最有生命力的新成员。

2.并联机床的特点整体而言，传统的串联机构机床，是属于数学简单而机构复杂的机床，而相对的，并联机构机床则机构简单而数学复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此虚拟轴并联机床是一种知识密集型机构。

这种新型机床完全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的刀具导向方式，采用了多杆并联机构驱动，大大提高了机床的刚度，使加工精度和加工质量都有较大的改进。

另外，由于其进给速度的提高，从而使高速、超高速加工更容易实现。

由于这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度以及重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点，在许多领域都得到了成功的应用，因此受到学术界的广泛关注。

由并联、串联同时组成的混联式数控机床，不但具有并联机床的优点，而且在使用上更具实用价值。

随着高速切削的不断发展，传统串联式机构构造平台的结构刚性与移动台高速化逐渐成为技术发展的瓶颈，而并联式平台便成为最佳的候选对象，而相对于串联式机床来说，并联式工作平台具有如下特点和优点：结构简单、价格低。

三自由度平面并联虚拟轴机床的设计

加工轨迹要求。在动平台与静平台（架）间连接有若干组Ｉ级杆组，而构成具有三个自由度的平面并机之Ｉ从
基金项目：通市１９南９９年第二批 “ 亿科技 ” 助项目百资作者简介：清林（９３一）男，苏海安人，通工学院机械工程系副教授，学硕士，要从事机构学的教学和研究工作。曹１６，江南工主
Ｖ０．１１
Ｎｏ．２
Ｓｐ．００ｅ２２
文章编号：６１３４２０）２— ０３—０１７ —５１（０２００７６
三自由度平面并联虚拟轴机床的设计
曹清林，沈世德
（通工学院，苏南通２６０）南江２０７
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第１卷
第２期
２００２年９月
南通工学院学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆａｔｇＩｓｔｔｆｅｈｏｇ（ａｕａＳｉｃ）ｏｒａｏｎｏｔｕｅｏｃｎｌｙＮｔｒｃｎｅＮｎｎｉＴｏｌｅ
ｔ０ｓａｅｓｕｉｄＴｈｒｃｏｕｔｏｏｅｐａｌｌｍｅｈｎｉｍｓｉｏｖｄ．ｅｐｓｕｅｏｉｇｐａｏｍｆａａｌｌｍｅｈａｏｌｔｄｅ．ｅｄｉｅｔｌｉｎｆｔａｌｅｃａｓｓｓｌｅＴｈｏｔｒｓｏｆｖｎｌｔｒｏｐｒｌｃ — ｒｓｈｒｍｆａｅｎｉｍｅｏｔｍｉｅｂｙａｉｓＴｈｌｔｎｓｏｅｋｉｅｔｃｆａｃｔｉｇｔｏｄｈｘｅｔｖｕｒｅｒｉｃｓｅｓａｐｉｚｄｙｄｎｍｃ．ｅｒａｉｆｔｎｍａｉｓｏｕｔｎｏｌａｒｅｏｈｎｔｅｅｃｐｉｅｃｖｓａｅｄｓｕｓｄ．Ｋｅｒ：ｖｒｕ；ｍａｈｎｏｌａａｌｌｙｗｏｄｓｉｔａｌｃｉｅｔ０：ｐｒｌｅ；ｍｅｈｉｍｃａｓｎ

虚拟轴数控机床关键技术研究

维普资讯
第２卷第３１期
石家庄铁道学院学报（自然科学版）
ｖ１２ｏ。１．．Ｎ３
２８月ＪＵＮＬＦＨＩＨＡＧＡＷＹＩＴＵＥ（ＡＵＡＩＣ）０年９０ＯＲＡＩＡＵＮＩＡＳＩＴＮＴＲＬＣＮＥＯＳＪＺＲＬＮＴＳＥ
１虚拟轴数控机床关键技术研究内容
（）虚拟轴机床机构设计及位置研究。通过对虚拟轴机床整体结构构成和工作原理的分析，究机１研床并联机构的自由度和动平台运动的方式，别对机床并联机构和串联机构做位置分析，已知机床输分当入的位置，求解机床输出的位置，有当已知机床输出的位置，还求解机床输入的位置，过推导计算得到通
术的意义。
关键词：虚拟轴机床；控系统；能优化数性
中图分类号：Ｇ４文献标识码：Ｔ５Ａ文章编号：６４— ３０（０８００７ — ３１７００２０）３— ０８０
机床行业为满足对具有复杂形貌及高精度要求零部件日益增长的需求，年来，球范围内都在积近全极研制和开发新型多功能制造装备与系统，中在机床结构技术上的新探索应属２其０世纪９０年代中期问世的虚拟轴机床（ｉｕｌｘｓＭａｈｎｏ１，种机床又称并联机床（ａａｅＭａｈｎｏ１，ＶｒａＡｉｃｉｅＴｏ）这ｔＰｒｌｌｃｉｅＴｏ）虚拟轴机床ｌ实质上是并联机器人技术与数控机床技术结合的产物。它同时兼顾了机床的刚度、精度以及机器人的灵活性和柔性，既可以看作机器人化的机床，以完成机床切削加工的任务，可又可以看作机床化的机器人，可以完成精密机器人的操作作业，集多种功能于一体的新型数控加工装备。这种机床完全打破了传统是机床的结构，弃了固定导轨的刀具导向方式，抛采用了多杆并联机构驱动，实现等同功能的传统五坐标与数控机床相比，联机床具有如下优点：并刚度质量比大、响应速度快、境适应性强、术附加值高，拟环技虚轴数控技术已经在许多领域都得到了成功的应用，这种机床被认为是本世纪最具有革命性的突破。

并联机床的研究现状和发展前景

并联机床的研究现状和发展前景摘要:作为机器人技术与机床技术相结合的产物,并联机床与传统串联机床相比,具有很多优点,具有很大的发展空间。

文章简要介绍了并联机床与传统机床的区别,提出了当前串联机床研究存在的一些问题,并对未来并联机床的研究方向和前景提出了一些见解。

关键词:并联机床;机构;现状;发展趋势并联机床,又叫并联运动学机器或是虚拟轴机床,它是现代数控技术和并联机器人技术相结合的产物。

它既具有机床的刚度和精度,又具有机器人的灵活与柔性,是一种多功能的新型机电设备。

Stewart平台结构被认为是并联机床的最初的原形结构。

这个平台主要由一个定平台、一个动平台和六根伸缩杆组成,伸缩杆与动平台和静平台之间采用万向联轴节相连,见图1。

每根伸缩杆由各自的伺服电机和滚珠丝杠带动,通过六条伸缩杆的伸缩实现主轴的位置和姿态控制,以满足刀具运动轨迹的要求,运动平台具有6个空间运动自由度,可实现平台的移动和转动,理论上可以加工任意复杂的曲面(叶轮、模具、雕刻品等)。

从传动链角度来说,并联机床与传动串联机床的区别在于:串联机床一般是由底座、立柱、主轴箱和工作台等构件构成的“C”型结构,负载力全面地由一级传动构件传向下一级,每个传动链的构件都要固定机床的全部自由度,都要承受工作负载的全部力流,包括力和力矩,这样,为了满足机床的刚度和强度要求,构件的质量不可避免的增大,不但增加了材料和能源的消耗,而且制约了进给速度和加速度的提高。

而并联机床的工作台是由多个传动链联合控制自由度,以Stewart结构为例,通过伸缩杆两端的万象联轴节或球铰,避免了横向力矩的作用,使每个伸缩杆只承受轴向拉压作用,只限定沿伸缩杆轴向方向的一个自由度。

一方面通过避免横向力矩作用,另一方面,将工作负载均衡的分担到了六个伸缩杆上,极大的减轻的伸缩杆的工作负载,伸缩杆只需很小的尺寸便可满足刚度和强度要求。

不但减轻了机床整体的质量,使得大幅度提高机床的进给速度和加速度成为可能,而且提高了机床刚度,对提高加工精度起到有利的一面。

新型混联虚拟轴机床的位置正解与工作空间分析

虚拟轴机床（ｒｕｌｉＭａｈｎｏ１，称为ＶｉａＡｘｓｃｉｅＴｏ）又ｔ并联机床（ａａｅＭａｈｎｏ１，２ＰｒｌｌｃｉｅＴｏ）是０世纪９ｌ０年代中期问世的数控机床新结构，机器人技术与机床结是
床加工所需的自由度要求。该空间并联机构总的构件数＝８运动副数ｇ，
＝
９虎克铰数为３移动副数为３球铰数为２因此６８～１＋（＋＋）） ×（—９）６３６：３
ｖｒｉ，ｅｉｇ１０８Ｃｉａ２．ｅｔｒｏｖｌｐｎ＆ＲｅｅｓｔＢｒｎ００４，ｈｎ；ＣｎｅｆＤｅｅｍｅｔｙｏ —
ｂｒｎｂｏｏｎｕｓｏｎａｄｈｅｉｇａｕｔｃｆｉｎｔｎｐｒｃｅｄｔａｓｏｍｐａｉｎａｅ — ｏｅｃｕｅｃＯｕｔｔｏｌｒｒｒＴｈｓｐｐｅｘｕｏ．ｉａｒｅｐｎｄｅｈｅｕｎｄｒｔｎｎｏｕｔｏｒｏｎｖｒ— ｏｄｔｅｓａｄｉｇｆａｈｓｕｐａｉＯＳｋｉｓｏａｃｌｔｏｎｌｆｒｕａＵｎｄｃｌｕａｉａｏｆｍｌｅｏｆＤＯＦ，ｏｄｎｔｈｉｕ — ｐｒｂｅｉｏｔｅｓｔａ
ｉ：１
故该空间并联机构的自由度数为３。
上述布局方案具有以下优点：
联型虚拟轴机床的新结构 ‘ ，３该新型虚拟轴机床具有Ｊ结构简单、作空间大和可实现姿态角大等优点。工

“虚拟轴机床”名称由来

《并联运动机床数控加工后置处理》（陈建政、曹萃文，组合机床与自动化加工技术，2003年第6期）传统机床的工作轴线一般与三维直角坐标轴相对应，而并联机床的工作主轴轴线突破了传统的概念。

这种机床在运动过程中看不到普通机床所固有的三维坐标，传统意义的x、y、z轴是虚拟地存在于控制系统之中。

工件装在工作台上，刀具与工作主轴受六根可改变工作长度的杆控制工作位置，六根变长杆装在框架上，通过电机控制杆长的变化，刀具与工作主轴可以作六个自由度的运动。

这种机床没有传统机床的床身、立柱等支撑结构，也没有任何导轨和滑板，因而也被称为“虚拟轴机床”。

虚拟轴机床的运动学主要涉及机床工作装置和机床固定参数坐标系之间的运动几何学关系的分析研究。

由实轴空间到虚轴空间的变换，按并联机器人理论，是运动学的正解问题，对并联结构来说是没有唯一解。

由虚轴空间到实轴空间的变换是运动学逆解问题，对并联运动机构而言具有唯一解。

对并联运动机床的加工控制而言，涉及由虚轴空间到实轴空间的变换和实轴空间到伺服驱动机构空间的变换。

《虚拟轴机床——21世纪数控加工设备》（荣烈润，机电一体化Mechatronics，2005年第3期）在人们所熟悉的传统机床中，机床的工作轴线是与三维直角坐标轴相对应的，而虚拟轴机床突破了传统机床的工作轴线的概念。

这类机床通常由并联杆系构成，其典型结构是通过可以伸缩的6条“腿”连接定平台和动平台，每条“腿”各自单独驱动。

控制6条“腿”的长度就可以控制装有主轴头的动平台在空间中的位置及姿态，以满足刀具运动轨迹的要求，实现具有6个自由度运动的复杂曲面的加工。

虚拟轴机床中没有传统机床那样固定的三维坐标轴，传统意义的x、y、z轴是自由地、虚拟地设定于机床控制系统之中。

虚拟轴机床的名称即由此得来。

虚拟轴机床的特点：1.机床结构简单2.机床结构稳定、刚度高3.机床动态性能好在传统机床中，工作台、滑板等运动部件的质量较大，电机、导轨及传统系统往往也不得不放在运动着的部件上，这就增加了系统的惯性力，使动态性能恶化，在高速加工时尤为突出。

基于CAD技术在虚拟轴数控机床应用研究

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性结构，变形较小。
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得可视化结果也很快捷。ＤＡＡＭＳ是实体建模技术，并且加入特征造型和变量技术。ＡＡＭＳ对于简单Ｄ零件的建模很轻松，复杂零件就需要借助ＵＧ等软件建模，再将模型放入ＡＭＳ中做仿真分析。ＤＡＤＭＡＡＳ提供许多模型参数化和分析的方法，自动
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基于ＣＤ技术在虚拟轴数控机床应用研究Ａ
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度受限，系统也变得不可靠。到了９０年代，出现了一种结合机器人技术和机床结构技术的新结构
或者非静定杆系，构造机械零部件数目较串联构造平台大幅减少，主要由滚珠丝部件组成，遇到复杂的
４）精度高：床采用多轴并联机构，六个可机
伸缩杆对刀具都可以独立控制机床位置，热对称
术基础理论的研究也给予资助。随着计算机的处
理能力加快，今后硬件的复杂性在向着软件方面
机床称为虚拟轴机床，又叫并联机床，它是机床
行业的重大变革。虚拟轴机床是结合了机械制造、

(完整版)机械制造装备设计课后习题答案整理

1—1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用?制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁.装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。

1—2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求?为什么？（需要看教材确认答案）1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2）符合工业工程要求符合绿色工程要求1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。

其柔性表现在哪里？1)柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

2)数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。

在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线，实现混流加工。

组合机床其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工.1—6机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面?可获得什么好处？1）机械制造装备的机电一体化体现在:其系统和产品的通常结构是机械的,用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。

2)好处：1.对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2。

对机器或机组系统工作程序的控制；3。

用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构。

1—7 对机械制造装备如何进行分类？1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。

2)工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。

3）仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。

4)辅助装备：清洗机和排屑装置等设备.1-8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？1)工业工程:是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学.2）产品设计符合工业工程的需求:在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备,减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的总体布局,优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研,保证产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。

数控技术课后答案董玉红主编第4章习题解答

第4 章习题解答4.1 数控机床对机械结构的基本要求是什么？提高数控机床性能的措施主要有哪些？数控机床对机械结构的基本要求是：具有较高的静、动刚度和良好的抗振性；具有良好的热稳定性；具有较高的运动精度与良好的低速稳定性；具有良好的操作、安全防护性能成。

提高数控机床性能的措施主要有：合理选择数控机床的总体布局；提高结构件的刚度；提高机床抗振性；改善机床的热变形；保证运动的精度和稳定性。

4.2 数控机床采用斜床身布局有什么优点？斜床身布局的数控车床（导轨倾斜角度通常选择45°、60°和75°），不仅可以在同等条件下，改善受力情况；而且还可通过整体封闭式截面设计，提高床身的刚度。

特别是自动换刀装置的布置较方便。

4.3 卧式数控镗铣床或加工中心采用T 型床身和框架结构双立柱各有什么优点？T 型床身布局可以使工作台沿床身作X 向移动时，在全行程范围内，工作台和工件完全支承在床身上，因此，机床刚性好，工作台承载能力强，加工精度容易得到保证。

而且，这种结构可以很方便地增加X 轴行程，便于机床品种的系列化、零部件的通用化和标准化。

框架结构双立柱采用了对称结构，主轴箱在两立柱中间上、下运动，与传统的主轴箱侧挂式结构相比，大大提高了结构刚度。

另外，主轴箱是从左、右两导轨的内侧进行定位，热变形产生的主轴中心变位被限制在垂直方向上，因此，可以通过对Y 轴的补偿，减小热变形的影响。

4.4 什么叫“箱中箱”（box in box）结构？高速加工机床为什么要采用“箱中箱”结构？卧式布局高速数控机床采用了“内外双框架”即称为“箱中箱”（box in box）结构。

这两种布局型式在总体上的共同特点是：运动部件质量轻，结构刚性好。

机床进给系统的结构全部（或部分）移出工作台外，以最大限度减轻移动部件的质量和惯量，是高速加工机床结构布局设计的总原则。

4.5 什么叫虚拟轴机床？其结构特点是什么？与传统机床相比它具有哪些主要优点？虚拟轴机床的基座与主轴平台间是由六根杆并联地连接的，称之为并联结构。

基于UG的五轴数控虚拟机床仿真技术

基于UG的五轴数控虚拟机床仿真技术王清，机械工程，2111302073摘要：多数五轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD软件中进行建模，然后导入数控仿真系统。

由于文件格式的转化，零件的CAD模型将会产生误差，降低了仿真精度。

该文利用UG CAD/CAM软件造型功能建立五轴数控机床和零件模型，读取数控代码对机床各部件进行三维运动仿真，并对加工过程中机床运动部件之间的干涉及工件过切进行检查，为刀具轨迹的修改提供依据，同时免除了文件格式的转化产生的误差。

关键词：五轴；数控加工；机床仿真；UG NX；ISVTechnology of 5-axis Machining Simulation Based on UG Wang Qing, Mechanical Engineering, 2111302073Abstract: Most machine simulation systems virtually only provide 2D image today. And the modeling ability of those simulation systems of CAD softwareis also limited. So the workpiece should be modeled in other CAD software, then input the date to machine simulation systems. The accuracy will be reduced during the date exchange. In this paper, the machine tool and workpiece models are constructed by UG CAD/CAM software, while the NC programis used as input the date to perform the machine motion. During the simulation, overcut and collisions between the moving machine components can be checked. And the error of data exchange can be avoided.Keywords: 5-axis; NC machining; machining simulation; UG NX; ISV1 引言几十年来，人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的唯一手段。

带扰动观测器的虚拟轴机床滑模控制研究

ＫｅｒｓＶｉｔｌｘｉａｈｎｅｔｏ；ｉｉｙｗｏｄ：ｒｕａｓａｍｃｉｏｌＳｌｄｎｇｍｏｄｏｎｒｌＤｉｔｂｃｂｓｒｅ；ｅｃｔｏ；ｓｕｒａｎｅｏｅｖｒＰＶＴｅｐａｉｎｉｒｏｌｔｏｎｔ
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带扰动观测器的虚拟轴机床滑模控制研究术
高国琴张义贞薛娌（江苏大学电气信息工程学院，镇江２２１）１０３
ａｉｃｉｅｔｏａａｌｌｘｓｍａｈｎｏｌｒｌｃａｉｍｐｅｍｅｈｎｓ

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五、关键技术
虚拟轴机床的设计技术包括虚拟轴机床的运动分析、力学分析和由个伸缩杆的长度决定动平台位姿的理论及特例等。虚拟轴机床的控制技术虚拟轴机床的控制系统不仅要实现六根杆定时发送，实现预定刀具运动轨迹的控制信号，而且还要实时处理六根杆长度的测量反馈信号，以立即动态补偿刀具与工件的相对位置误差。所以，控制系统特别是软件的开发是此类机床的关键和难点。虚拟轴机床的误差分析技术虚拟轴机床虽比传统机床具有更高的精度,但仍有影响加工精度的因素, 为此需要专门的误差分析、校准、调节方法。虚拟轴机床的制造技术包括模块化技术、标准化技术、数字式交流伺服控制系统、精确定位的机电技术等。
一、发展简史二、分类三、主要结构四、特点五、关键技术六、存在的问题及设想七、发展趋势八、应用九、参考文献
一、发展简史
1890-1894 空间机构理论研究
1948 Gough 平台式并联机构
1962 Whitehall和Gough 六个长度可伸缩的并行线性支杆支撑两个平台的轮胎测试机
虚拟轴机床
虚拟轴机床(Virtual Axis Machine Tools) 又称并联机床，是机器人技术和机床技术相结合的产物。这种新型机床完全打破了传统机床结构的概念，抛弃了固定导轨的导向模式，采用了多杆并联机构驱动，被认为是20世纪最具有革命性突破的机床设计。
目录

七、发展趋势
4.群组化
将多台虚拟轴机床组成大型柔性加工、装配、测量等工作中心进行并行工作
群组化并行工作机床
八、应用
基于虚拟机床模块化程度高、刚度高、移动部件质量小、速度快、结构简单以及精度高等优点，可在虚拟轴机床的活动平台上装备机械手腕、电主轴、激光器、 CCD摄像机等末端执行机构，在一定范围内可实现多坐标数控加工、装配、测量等多种功能。特别适合于复杂型腔、三元叶轮、透平机叶片及航空航天业异性零件等复杂三维空间曲面的加工，还可以用于轻工机械、食品包装等领域，具有广阔的应用前景。传统机床长久的发展及广泛的应用证明，迄今为止虚拟轴机床不可能全面取代传统机床，但是虚拟轴机床的优越性使其将会在一些专业领域成为传统机床强有力的补充者。
工作台
四、特点
1.机床结构
传统机床一般采用由床身、立柱、主轴箱、工作台串联而成的非对称“C”型布局。机床的轴线与笛卡尔坐标轴对称，无需进行坐标变换。虚拟轴机床主要由框架和变长杆等简单构件组成，对于复杂的曲面加工，只要控制六杆的长度即可。
四、特点
2.机床刚度
传统机床
因结构不对称，而使机床受力、受热不均匀。不仅受拉压力，还受到弯矩和扭矩。
四、特点
6. 适应性好
传统机床虚拟轴机床整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算 ,附加技术价值很高的机电一体化产品各轴可分别控制，笛卡尔
坐标位置和速度的检测以及反馈较为简单，开环、闭环控制都相对简单。

硬件简单，软件复杂

通过连接刀具的动平台在空间改变位置和姿态实现加工刀具的运动由六个伺服电机驱动六个滚珠丝杠，调整各杆的长度进行控制对于不同形状的零件，只需改变相应伺服电机的控制指令，从而改变各杆的长度，实现刀具位姿的变化刀具调整方便，机床适应性强，但是控制复杂
七、发展趋势
3.混联化
将并联机床与传统机床结合起来，克服缺点，发挥优点，形成串并联混合结构
3自由度并联机构加2自由度串联机构构成的5自由度结构
增加刚度和工作空间
新型大型龙门式五轴联动混联机床
XNZD2415 型龙门式五轴混联机床是通过齐齐哈尔二机床有限责任公司、清华大学和哈尔滨电机厂有限责任公司三方共同合作已研制成功。充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门, 提高了整机刚性在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C 轴摆角铣头, 配以工作台的纵向移动, 完成五轴联动功能其独特的构型为国际首创, 是我国多年来自主研发大型混联机构首次在工程中应用并获得突破性进展的产品。
参考文献
[1]. 周凯,陶真,毛德柱.虚拟轴机床的发展趋势——混联机床[J].现代制造工程 ,2002-03-18 . [2]. 李迎, 龚光容, 施祖康.虚拟轴机床的应用研究与发展趋势[J].机械设计与制造工程,1999-05-30 . [3]. 荣烈润.虚拟轴机床——21世纪数控加工设备[J].机电一体化,200505-20. [4]. 马庆鑫,赵汝明,陈捷.新型大型龙门式五轴联动混联机床简介[J].设备管理与维修,2005-10-06 . [5]. 朱立达,朱春霞,蔡光起.五轴混联机床运动学和动力学仿真[J].制造技术与机床，2007-5-30 [6]王冰.五轴混联机床的关键技术研究[D].燕山大学,2005年 [7].王小兵.一种新型混联机床的应用基础研究[D].电子科技大学.2006 年3月 [8].马利豪.新型重型龙门式五轴联动混联机床关键技术及研制[J].中国科技奖励. 2008年第6期.
七、发展趋势
1.结构多样化
• 机床运动的自由度不同 • 驱动的基本方式不同（传递旋转运动或直线运动）
旋转驱动
直线驱动
六滑块机构的虚拟轴机床
七、发展趋势
2.小型化和简单化
• 德国汉诺威大学生产工程和机床研究所开发的用于汽车工业钢板激光加工的3杆操作机； • 意大利COMAU机床公司和瑞典NEOS机器人公司分别研制的类似3杆机器人； • 东北大学研制的修磨钢坯缺陷的3杆并联机器人
虚拟轴机床
呈对称的框架结构，主轴平台的受力由六根杆分摊承担，每根杆的受力要小得多，且只受拉压力，不受弯矩和扭矩。
四、特点
3.机床动态性能好
传统机床工件、工作台等大质量部件一般都在运动，系统惯性大，使机床高速动态性能恶化

虚拟轴机床工件、工作台不运动，只有主轴、刀具和杆在运动，运动部件少、质量轻、惯性小，减小了运动负荷，实现更快的动态响应，尤其在高速加工时，并联结构的优点更为显著

四、特点
4.加工精度高
传统机床

虚拟轴机床

串联传动结构，主轴或工作台的运动由各传动轴依次传递，最后误差为累计误差

并联传动结构，各个轴的误差形成的是平均值，加工精度较高不依靠导轨的正交直线性和精度，可以将所有测量均置于不动的构架结构上结构刚度的提高，运动质量的减小也使加工精度提高
四、特点
5.经济性好
传统机床虚拟轴机床

沿X、Y、Z三个方向的滑台式结构的导轨，消耗材料多、质量大需要保持导轨正交状态的部件需要支撑横向载荷的部件

不需要床身式直线导轨及保持其正交状态的部件，不需要支撑横向载荷的部件材料消耗少，机床重量轻，制造成本低主要部件多为通用件，有较强的模块化功能，有利于针对不同的加工需要进行设备重组减少了投资，维修方便
1994 Gidding &Lewis 第一代八面体六足虫虚拟轴机床
1979 Mac.Callion 基于Stewart平台的机械手臂
1965 Stewart 有6自由度并联机构的飞行模拟器
二、分类
一、按并联机构的驱动方式分：
1. 内副驱动 2. 外副驱动 3. 内外副混合驱动
二、按并联机构的支链配置分为：三、按末端执行器运动自由度数目分为：
1. 6自由度并联机床 2. 5自由度并联机床 3. 4自由度并联机床 4. 3自由度并联机床
1. 纯并联型（Stewart平台为基本构型） 2. 混合型
六自由度并联机构
三、主要结构
主轴部件杆件
下平台（静平台）：刚性箱体机架，上面装有固定工件的工作台上平台（动平台）：用来安装主轴头，主轴头内有主驱动电机，能进行6轴（X、 Y、Z、A、B、C）运动，有的虚拟轴机床还能进行8轴控制。轴向可调的6根伸缩杆：每根伸缩杆都由各自的伺服电机和滚珠丝杠驱动，一端固定在下平台机架上，而另一端则与上平台连接，通过6根杆的伸缩协调实现主轴的位置姿态控制。
Hale Waihona Puke 新型大型龙门式五轴联动混联机床
技术参数:
1. 机床作业空间(长×宽×高):4500mm ×1600mm ×1200mm 2. X 轴转角性能:±90° 3. Z轴转角性能:0～ 400°(连续) 4. 主轴转速:700～ 10000r min 5. 工作台面尺寸(宽×长):1500mm ×4500mm 6. 铣头横向、垂向进给范围:1～ 2500 mm/min;10000mm/min(快速) 7. 工作台进给范围:1～ 2500mm/min;10000mm/min(快速) 8. 主轴锥孔:HSK63 9. 工作台承重:10000kg 10. 主轴电机功率:18kW(峰值功率28kW) 11. 机床总重:52000kg
六、存在的问题及设想

实际上，实现其理论上的精度和刚度指标是困难的。这些困难主要来自机构关节部分的设计，工作空间小，工作台面积即在实践中难以实现理想的高精度运动关节。与机床占地面积比 1：50100 工件装卸不方便机床构件之间容易发生干提高球铰链精度的方法：涉
1）减小制造误差：可以使用气压式球铰链和液压式球铰链 2）误差补偿法
新型大型龙门式五轴联动混联机床
机床结构及技术特点：
1. 主轴的结构形式为电主轴。 2. 主轴定子及轴承配有循环冷却装置, 冷却液温度由冰柜恒温控制。 3. 主轴前端与刀具接口尺寸是HSK-63。该系统具有结构简单, 换刀方便的优点。 4. 纵向及垂向导轨采用高精度精密抗振直线导轨。 5. 工作台进给及滑板进给为预压无间隙滚珠丝杠副传动。 6. 机床润滑采用容积式周期自动集中润滑系统, 该系统使定量的润滑油按预定的周期对各润滑点供油, 不会产生污染和浪费, 省略回油装置, 简化机床结构。