并联机床图片
组合机床与自动化加工技术
组合机床与自动化加工技术组合机床与自动化加工技术第一部分：组合机床随着科学技术的不断发展，机械加工领域也迎来了重大变革。
对于大型机械加工企业而言，组合机床已经逐渐成为他们的首选设备，而这种设备具有高效节能、精度高、可靠性强、操作简便等特点，因此在市场方面具有很强的竞争力。
一、组合机床的定义和分类组合机床实际上属于一种多功能机床，它可以完成多种不同的工序，包括铣削、钻孔、钻攻、打孔、车削、滚齿、磨削等处理方法。
根据实际工艺需要，组合机床可以进行多轴加工、联动加工、高速加工、高精度加工等各种操作。
目前，组合机床的类型非常多，主要包括龙门型、移动式、车铣复合型等等。
二、组合机床的应用范围组合机床的应用范围非常广泛，涉及多个行业和领域。
其中最常见的就是机械加工领域，主要用于生产各种精密零件和零部件，以及大型材料的加工。
除此之外，组合机床还可以应用于模具加工、轴承加工、铸件加工、塑料件加工等多个领域。
此外，在制造业中，组合机床由于其可靠性高、精度高、自动化程度高等特点，也逐渐成为了中小企业和专业制造商的标准设备。
三、组合机床的优势和特点组合机床相比于传统机床，具有一系列优越的特点，主要体现在以下几个方面：1. 可扩展性强：组合机床可以根据客户需求进行定制，灵活性高，可以满足不同产量和不同工艺要求。
2. 加工效率高：组合机床可以实现多加工模式的联动操作，同时具有高速和高精度等特点，能够大大提高生产效率。
3. 可靠性高：组合机床通常采用自动化控制系统，具有稳定的性能和出色的可靠性。
4. 操作简便：组合机床的操作系统简单易用，大多数设备都采用了人机界面操作，操作者无需过多专业知识，即可轻松操作设备。
5. 节能环保：组合机床通常采用液压或气动铰链，能够节省电力、减少噪音、降低环境污染。
四、组合机床的发展趋势随着工业科技的不断进步，组合机床也在不断发展和改进。
未来几年，组合机床的发展方向主要有以下几个方面：1. 自动化：随着人工智能的出现，组合机床也将越来越自动化。
固达机械数控双头铣床产品大图更新
数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-460NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-300NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-700NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-600NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-850NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1000NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1200NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1500NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1800NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）精粗一体立式双头铣床VM-1130固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-8015固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-8015NC/1320NC固赫（三菱系统/宝元系统）数显龙门铣床VM-8015/1320固赫（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-2330/2340固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-1500龙门磨床HG-1420/1620固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-1500固赫（三菱系统/宝元系统）数控倒角机DJx1000x250NC-3固达/金佳润 三轴联动倒角机卧式单头侧铣床HM-8015固达卧式单头侧铣床固达机械网站产品中心（3个产品一行）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-350NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-520NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-600NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-700NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-850NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1000NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1200NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1600NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）立式(双换台)平面铣床VM-5025固达、金佳润（发那科系统/宝元系统）精粗一体立式双头铣床VM-1340固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-1625固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-8015NCA/1320NCA 固赫（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-1520NC/1525NC 固赫（三菱系统/宝元系统）龙门铣床(动梁)VM-1630/1640固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-2000/2500龙门磨床HG-1625/1825固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-2000/2500固赫（三菱系统/宝元系统）数控倒角机DJx1200x250NC-3固达/金佳润 三轴联动倒角机液压翻板机FB-2.5-Y 固达/金佳润液压翻板机数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-430NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-520NCR固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-700NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-800NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1000NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1200NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1300NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）数控精密双侧铣床TH/YG/JJR-1600NC固达、亚固、金佳润（发那科系统/三菱系统/宝元系统）立式平面铣床VM-1060固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）精粗一体立式双头铣床VM-1550固达、金佳润（三菱系统/宝元系统）双工位平面精铣VM-3000固达、金佳润（发那科系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-8015NCB/1320NCB 固赫（三菱系统/宝元系统）数控龙门铣床VM-1825NC/1830NC/1840NC 固赫（三菱系统/宝元系统）龙门铣床（动梁）VM-2340/2350/2360固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-3000龙门磨床HG-1830/2330/2340固赫（三菱系统/宝元系统）精密卧式铣床HM-3000固赫（三菱系统/宝元系统）数控倒角机DJx1400x300NC-3固达/金佳润 三轴联动倒角机液压翻板机FB-5-Y固达/金佳润液压翻板机。
并联运动机床1
同时，加工时主轴上刀具所受的切削力反力， 也依次传递给立柱、滑座，最终传递给床身，也 即末端所受的力按顺序依次串联地传至最前端。 此外，这些作用力一般不通过构件重心，必 然会产生弯矩和扭矩。 因此，前端构件不但要额外负担后端构件的 重力(重量)，而且还要考虑承受切削力。这样一 来，为了达到机床高刚度的要求，每部分结构件 需具有相应的体积和材料。
（3）并联机床的研究方向
• • • • • 并联机床组成原理的研究； 并联机床结构设计的研究； 并联机床刚度、精度、柔度、灵巧度的研究； 并联机床模块设计与创建； 并联机床控制系统的研究。
三、 并联机床的特点
1. 结构简单、价格低 机床机械零部件数目较串联构造平台大幅 减少，主要由滚珠丝杠、铰链、伺服电机等通 用组件组成，这些通用组件可由专门厂家生产， 因而本机床的制造和库存成本比相同功能的传 统机床低得多，容易组装和搬运。
2.传统机床的串联机构
虚轴机床与传统机床相比有许多优异的性 能。一般传统机床可看作是一个空间串联机构， 如图2所示，它的横梁、立柱等部件往往承受 弯曲载荷，而弯曲载荷—般要比拉压载荷造成 更大的应力和变形，所以为了提高机床刚性， 必须采用大截面的构件。 另外，当机床运动自由度增多时。需增加 相应的串联运动链，机床的机械结构变得十分 复杂。
由于该机床机构简单，控制方便，较容易 根据加工对象而将其设计成专用机床，同时也 可以将之开发成通用机床，用以实现铣削、镗 削、磨削等加工，还可以配备必要的测量工具 把它组成测量机，以实现机床的多功能。这将 会带来很大的应用和市场前景，在国防和民用 方面都有着十分广阔的应用前景。
6. 使用寿命长
由于受力结构合理，运动部件磨损小，且没有 导轨，不存在铁屑或冷却液进入导轨内部而导致其 划伤、磨损或锈蚀现象。 Stewart平台适合于模块化生产。 对于不同的 机器加工范围，只需改变连杆长度和接点位置，维 护也容易，无须进行机件的再制和调整，只需将新 的机构参数输入。
一种五自由度并联卧式机床构型设计 (1)
万方数据
１０７０
机械科学与技术
第２６卷
（上接第１０６６页）
图３五自由度并联卧式机床的末端运动特征
图４五自由度并联卧式机床样机
６结论 以运动单元为基础，研究了机构末端输出运动
的描述方法，提出了串联机构和并联机构两种不同 的概念设计方法，最后设计了一种五自由度并联卧 式机床样机，验证了理论分析的正确性。
实现沿球面的平动，根据前面定义的几种运动单元，
显然ｕ‘携带的运动单元为Ｅ恐，其中单元的控制要
素Ｒ：是Ｕ’单元中上下两组虎克铰中心连线所在的
线矢量。
要实现三维平动，由式（２）得
￡４－＋Ｅ恐＝Ｃ
（１０）
因此，应与ｕ＋关节串联一移动副，考虑到上式
成立的条件是口，·恐≠０，两者在串联连接时要必
须满足这一几何关系。
５五自由度并联卧式机床构型实例
５．１尸Ｕ‘Ｕ支链的设计
根据并联机构的设计原则，由式（４）知，并联机
构末端的输出运动特征等于各支链运动特征的交
集，应此，要设计具有某种运动特征的并联机构，所
选用支链的末端运动特征必须等于或包含这一运动
特征。为此，首先设计具有三平动和两转动的运
动链。
文献［６］提出一种ｕ’复合关节，末端构件能够
８ｃｔｅｒｉｓｔｉｃ８ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｄ ｅｆｌ．ｅｃｔｏｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａＩｌｉｓｍ；ｔ），ｐｅ ｓｙｌｌ吐ｌｅｓｉｓ；ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌ ｄｅ８ｉｇｎ；ｋｉｎｅｍａｄｃ ｕｎｉｔ
机构作为运动的载体，广泛应用在各个领域，不 同的使用领域，对其末端执行器的输出运动特性提 出了不同的要求。普遍的观点认为机构构型问题就 是按照给定的要求，设计出具有确定自由度数目和 自由度性质的机构。目前主要存在４种构型理论。 即基于自由度计算公式的列举法…、基于螺旋理论 的型综合法【２’３】、基于李群李代数的型综合法Ｈ１和 运动综合法Ｄ’。Ｊ。
并联机床的设计理论与关键技术
详解并联机床的设计理论与关键技术1 概述为了提高对生产环境的适应性，满足快速多变的市场需求，近年来全球机床制造业都在积极探索和研制新型多功能的制造装备与系统，其中在机床结构技术上的突破性进展当属90年代中期问世的并联机床(Parallel Machine Tool)，又称虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tool) 或并联运动学机器(Parallel Kinem atics Machine)。
并联机床实质上是机器人技术与机床结构技术结合的产物，其原型是并联机器人操作机。
与实现等同功能的传统五坐标数控机床相比，并联机床具有如下优点：刚度重量比大：因采用并联闭环静定或非静定杆系结构，且在准静态情况下，传动构件理论上为仅受拉压载荷的二力杆，故传动机构的单位重量具有很高的承载能力。
响应速度快：运动部件惯性的大幅度降低有效地改善了伺服控制器的动态品质，允许动平台获得很高的进给速度和加速度，因而特别适于各种高速数控作业。
环境适应性强：便于可重组和模块化设计，且可构成形式多样的布局和自由度组合。
在动平台上安装刀具可进行多坐标铣、钻、磨、抛光，以及异型刀具刃磨等加工。
装备机械手腕、高能束源或CCD摄像机等末端执行器，还可完成精密装配、特种加工与测量等作业。
技术附加值高：并联机床具有“硬件”简单，“软件”复杂的特点，是一种技术附加值很高的机电一体化产品，因此可望获得高额的经济回报。
目前，国际学术界和工程界对研究与开发并联机床非常重视，并于90年代中期相继推出结构形式各异的产品化样机。
1994年在芝加哥国际机床博览会上，美国Ingersoll铣床公司、Giddings & Lewis公司和Hexal公司首次展出了称为“六足虫”(Hexapod)和“变异型”(VARIAX)的数控机床与加工中心，引起轰动。
此后，英国Geodetic公司，俄罗斯Lapik公司，挪威Multicraft公司，日本丰田、日立、三菱等公司, 瑞士ETZH和IFW研究所，瑞典Neos Robotics公司，丹麦Braunschweig公司，德国亚琛工业大学、汉诺威大学和斯图加特大学等单位也研制出不同结构形式的数控铣床、激光加工和水射流机床、坐标测量机和加工中心。
哈量新一代并联机床LINKS_EXE700
２００４年，Ｔｒｉｃｅｐｔ并联机床发明创始人纽曼先生组建了Ｅｘｅｃｈｏｎ公司，发明了新一代Ｅｘｅｃｈｏｎ并联机床技术。
新一代并联机床技术突破了阻碍并联机床发展与广泛应用的诸多瓶颈和障碍，性能指标与易用性均大幅优于Ｔｒｉｃｅｐｔ技术。
该项技术通过了ＰＣＴ（国际专利合作协议组织）的审定，并在所有ＰＣＴ协议参与国家和地区（包括中国）申请并获得了发明专利。
哈量ＬＩＮＫＳ－ＥＸＥ７１００是在结合哈量原有并联机床经验积累，加上引进使用Ｅｘｅｃｈｏｎ并联机床最新专利技术的基础上设计制造的新一代并联机床，在机床动态性能、刚性、精度以及用户编程操作简易性方面都达到了很高水平。
１ＬＩＮＫＳ－ＥＸＥ７００并联机床特点１．１运动关节及机构自由度数量对机床性能的影响并联运动结构从外观来看，像是很多“手臂”一端彼此相连，另一端与基座相连。
这种设计要求各关节是多自由度的。
并联运动机床（ＰＫＭ）手臂的数目取决于动平台运动轴的设计数量，但是不论哪种设计，遵循的目标都应将灵活性与刚性结合在一起。
因关节点结构复杂，既要刚性好、无间隙，又要成本低，是设计并联机床的突出问题。
这个技术问题限制了市场上的并联机床数量，这也是为什么关节点少、自由度少的并联机床成为目前最成功的并联机床的原因。
Ｔｒｉｃｅｐｔ并联机床使用了相对少的关节和自由度数，正是Ｔｒｉｃｅｐ当年在世界并联机床市场能占７０％份额的原因。
１．２Ｔｒｉｃｅｐｔ并联机床的缺陷Ｔｒｉｃｅｐｔ并联机床的每一个关节点都有一个以上的自由度，像一个万向铰链。
各伸缩杆只承担轴向载荷，故必需设置中心管来实现约束更多的自由度。
中心管承受的荷载对中心管造成的挠曲和扭转，会严重影响机床的整体刚性。
为解决这一问题，在设计上应使挠曲和扭转对中心管精度和动态性能的影响降低到最小。
这种优化设计是把中心管的直径加粗，管壁减薄，可是这样一来机床的工作范围大大地缩小了。
唯一的解决办法是找出钢管壁厚与直径之间的均衡点。
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。
一种三平移并联激光加工机床的运动学研究及仿真
目前 ，激 光 加 工 技 术 得 到 了 越 来 越 广 泛 的 应 用 ，
大部分也可称 为 ３Ｐ （ Ｓ － ４ ）机构 ；其特点在 于采用 Ｄｌ ｅ ａ机构原理 ，用 直线驱 动代替旋转副驱动 。 ｔ
具有非 常广 阔的市场前景 。同时 ，将 激光器与先进 的 光学 系统以及高精度 、 自动化机构相结合 ，研制和生 产加 工 中 心 ，已成 为激 光 加 工 发 展 的一 个 重 要 趋 势…。文 中基于这一 趋势 ，以并 联机 构为运 动载体 ， 研究 一种适用 于激光加工 的并联机床 。 并联机构是一组 由两个或两个 以上 的分支机构并 联而成 ，所有分支机构可 同时接受驱动器输入 ，而最
ｕ ｉ ｇｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｏｏ ｙ ｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｏ ｔｒ ｂ ｔ ｃ ａ ｉｍｓ ｎ ｏ ｉ ｏ ｖ ｒ ｅｋ ｎ ｍａｉ ｓＷ ｓ ａｙ ｅ ． Ｔ ｅ ｔ ｃ ｆｍｏ ｉ ｇ ｓｎ ｈ ｏｙ ｏ ｐ ｌｇ ｔｕ ｔ ｒ ｂ ｕ ｏ ｏ ｈ ｔ ｍｅ ｈ ｎｓ ，ａ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｉ ｅｓ ｉ ｅ ｔ ａ ａ ｏ ａ ｌ ｚ ｄ ｉ ｎ ｃ ｓ ｌ ｎ ｈ ａ ｅ ｏ ｖｎ ｒ ｏ ｈ ｃ ｉ ｅｔ ｏ ｉ ｌ ｔｄ ｂ ｉ ｅ ｔ ｉ ｆｒｔ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｌ ｓｓｍｕ ａｅ ｙ ｋ ｎ ｍａｉｓ ｓ ｌａ ｉｎ Ｉ ｓ ｏ ｓ ｔａ ｈ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｙ ｅ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔｏ ｓ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ． ｗａ ｃ ｍｕ ｔ ． ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｎ ｗ ｔｐ ｆｍａ ｈｎ ｏ ｌｉ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｐ ａｌｌｍａ ｈ ｎ ｌ ｈ ｅ ｅ ｅ ｓｏ ｅ ｄ ｍ； Ｉ ｖ ｒｅ ｓ ｌ ｔ ｎ； Ｋｉｅ ｔ ｓ ｓ ｌｔ ｎ ｙ ｒｓ ｒ ａ ｌ ｅ ｃ ｉ ｅ ｔ ；Ｔ ｒ ｅ ｄ ｇ ｅ ｆ ｒ ｅ ｏ ｏ ｒ ｆ ｎ ｅ ｓ ｏｕ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｉ ｉ ａｉ ｃ ｍｕ ｏ
并联机床(共10张PPT)
六杆并联机床
介绍一种结构新颖、高速加工用的并联运动机床。 它采用5杆并联机构和5环驱动的主轴部件，在并联运动 机构理论上有所突破，从而实现主轴部件的偏转角大于 90º，能够真正实现5轴联动、5面加工。
创新在于：首次采用5杆并联机构和5环驱动的主 轴部件，在并于90º，能够真正进行5面加工。
伺服电动机 万向铰链
环形铰链
主轴部件
滚珠丝杠
崭新的5杆配置使机床具有以下特点：
介绍一种结构1新)颖机、高床速加运工用动的并部联件运动的机床质。 量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很 高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 一次装夹，完成5面、5轴联动加工曲面的例子（汽车模型外形）如图所示。
2) 采用封闭框架结构和对称配置，使机床工作时产生的力 。
传统数控机床是按笛卡尔坐标将沿3个坐标轴线的移动 X、Y、Z 和绕3个坐标轴线转动 A、B、C的控制依次串联叠加，形成所需的刀具运动轨迹
尽可能相互抵消，从而保证机床的高动态性能。 。
1) 机床运动部件的质量很小，采用功率小的驱动装置就可以达到很高的加速度，所产生的惯性反作用力也非常小。 按笛卡尔坐标控制沿3个轴线的移动和绕2个轴线的转动 六轴联动的并联机床有六个自由度，可用于加工具有负杂曲面的零件。 并联机床（虚拟轴机床）：有六根驱动杆并行连接在固定平台和活动平台之间，每根杆的两端均采用球面支撑，刀具装在活动平台上。
六自由度并联机床开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目：六自由度并联机床结构设计与分析专业机械电子工程学生指导教师日期1．课题背景及研究的目的和意义1.1课题背景并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点,已广泛应用于工业、航天、航海、医疗、娱乐等领域，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系,因而扩大了整个机器人的应用领域。
由于其卓越的优点及巨大的潜在应用前景，并联机器人的理论及应用研究受到了国内外学者的重视，在过去几十年取得了长远的发展。
并联机床作为机床技术和机器人技术相结合的产物，与传统结构机床相比具有很多的优点，展现出广阔的发展和应用前景。
传统机床中,驱动刀具与工件作相对运动的进给轴按照笛卡尔坐标布置,为串联、开链结构。
为了实现5轴加工,需在传统的3轴机床上再增加两个轴来控制刀具的姿态,所有这些轴都按串联结构布置。
当一个轴运动时，需带动串联运动链上后面的所有轴一起运动，因此其运动惯性大，动态性能较差。
同时，产生的切削力沿开链传递，使每一部件的缺陷都会对切削精度产生影响。
基于并联机器人开发的并联机床,由于其运动平台由几个简单的串联运动链并行驱动,与传统串联结构的机床相比,具有如下优点:（1）并联机床刚度大，结构稳定，承载能力强。
上下平台之间由六根杆支撑，形成并联闭环静定结构，传动构件理论上仅为受拉、压载荷的二力杆，故传动机构的单位重量具有很高的承载能力。
（2）并联机床没有误差的累积和放大（串联式末端误差是各关节的积累和放大）所以可以达到更高的加工精度。
（3）并联机床移动部件质量小，运动灵活，响应速度快，动态性能好，易于实现空间复杂曲面加工，适合于高速加工。
（4）并联机床正解困难反解容易，而机器人在线实时计算是要计算反解的，故轨迹规划简单，易于实现控制。
（5）并联机床结构简单，零件总数较少，成本容易控制，集成化、模块化程度高，使得并联机床结构设计和加工多方面得以简化。
新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发
3、执行系统设计与调试：执行系统是控制系统的核心，需要根据控制系统 的指令实现对机床各轴的精确控制。执行系统的设计需要考虑执行器的选型、驱 动电路的设计等因素。在执行系统的调试过程中，需要通过对系统的性能进行测 试和优化，确保执行系统能够准确无误地完成控制任务。
参考内容
引言
并联机构是一种具有多个自由度的机器人机构，其运动学和动力学特性相较 于串联机构具有更高的复杂性和挑战性。三自由度并联机构作为并联机器人的一 种重要类型，具有广泛的应用领域，如制造业、医疗行业和航空航天等。然而， 其分析与控制策略的研究仍具有一定的难度和挑战性。本次演示将围绕三自由度 并联机构的运动学、动力学和控制策略等方面进行分析和研究。
三自由度并联机构的控制策略研究是实现其精确控制的关键。常用的控制策 略包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。这些控制策略的应用有助于实现 对三自由度并联机构的精确控制，提高其运动性能和稳定性。例如，PID控制可 以通过对误差信号的实时处理，实现对机构运动的精确调节。模糊控制可以通过 对不确定信息的处理，提高机构的鲁棒性和适应性。神经网络控制可以通过对历 史数据的学习和优化，实现对机构运动的智能控制。
机构学分析
新型五自由度并联机床机构主要由直线运动系统和并联机构组成。直线运动 系统实现沿X、Y、Z轴的移动，而并联机构则实现绕X、Y、Z轴的旋转。这种机构 的设计原则在于通过多轴联动，实现对加工对象的复杂形状和结构的准确控制。
新型五自由度并联机床机构的应用优势主要包括以下几点：首先，该机构具 有高刚性和高精度，能够确保加工过程的稳定性和准确性。其次，该机构采用并 联结构设计，具有自适应能力强、避障能力强等特点，可有效降低机床自身的误 差。最后，该机构具有广泛的应用领域，适用于航空、汽车、船舶等众多行业的 零部件加工。
并联机床的研究现状和发展前景
度和强度要求 。 不但减轻 了机床整体 的质量 ， 使得 大幅度 力 的影响 ，伸缩杆在球铰处所受力与伸缩杆的轴线往往 进而 引起共振 。 另外 ， 由于并 联机床 随 提高机床 的进给速度和加速度成为可能 ，而且提 高了机 会有一定的夹角 ， 着其动平 台位姿不同 ，其振动频率相应频带宽度远大于 床刚度 ， 对提高加工精度起到有利的一面。 传统机床 的振动频带相应宽度 ，这样在使用过程 中就不 １ 并联机床特性分析 可避免的存在着共振现象 。如何在高速切削时有效的避 免共振现象 ，是并联机床走向实用化所必须要解决的问 １ 并联机床 的优点 ． １
主轴 箱和工作 台等构件 配 、 和测量等作业 。
’
④并联机床 响应速度快 。运动部件惯性的大幅度降 构成 的“ ” Ｃ 型结构 ， 负载 力全 面地 由一 级传动构 低 ， 能够大大的改善伺服控制器 的动态品质 ， 使得动平 台 件传 向下一级 ，每个传 能够获得很高的进给速度和加 速度 ，因而它非常适合各 动链 的构件都 要 固定机 种高速数控作业 。 图１ ｔ ａ 平台 ｅ ｒ Ｓ ｗ ｔ 结构 床 的全部 自由度 ，都要 ⑤并联机床结构简单 、 维护维修方便 。 由于并 联机床 并且 它主要 是 由通用元件（ 滚珠丝杠 、 虎克 承受工作 负载 的全部力流 ， 包括力和力矩 ， 这样 ， 了满 运动部件少 ， 为 足机床的刚度和强度要求 ， 构件的质量不可避免的增大 ， 铰 、 球铰 、 伺服 电机等 ） 组成 ， 这些通用组件可 由专门生产 因而机床的库存和制造成本低 ， 加之布局 敞开 不但增加了材料 和能源的消耗 ，而且制约 了进给速度和 厂家生产 ， 加速度的提高。而并联机床的工作台是 由多个传动链联 性好 ， 因此维修量小且维修方便 。 ． ２ 合控制 自由度 ， Ｓ ｗ ｒ结构为例 ， 以 ｔａ ｅ ｔ 通过伸缩 杆两端 的 １ 并联机床发展过程中存在 的问题 万象联轴节或球铰 ， 避免 了横 向力矩 的作用 ， 使每个伸缩 并联机床因为其种种优点 ，在 当前世界各 国引起 了 杆只承受轴 向拉压作用 ，只限定沿伸缩杆轴 向方 向的一 广泛的重视 ， 但是因为当前一些技术性 的问题 ， 使并联机 主要表现在 以下几个方面 。 个 自由度 。 一方面通过避免横 向力矩作用 ， 另一方面 ， 将 床 的发展受到了一定的限制 。 工作负载均衡 的分担到了六个伸缩杆上 ，极大的减轻的 ①并联机床的共振 。 在理想条件下 ， 并联机床伸缩杆 但在实 际情况下 ， 由于其他 伸缩杆的工作负载 ，伸缩杆只需很小 的尺寸便可满足刚 所受力仅 为轴向拉力和压力 ，
并联机床的特性与应用
并联机床的特性与应用摘要：并联机床是机床技术与机器人结合的一项新产物，在技术的革新下，并联机床类型愈加多样，在工程界与学术界有着良好的发展前景。
关于并联机床，国内外也投入了大量的人力、物力、财力来研究，取得了良好的成效。
本文主要针对并联机床的类别、特征与应用进行分析。
关键词：并联机床；特性；应用并联机床是并联机器人机构和机床结合并建立在空间机构学、机械制造、数控技术和计算机的软硬件技术以及CAD和CAM等技术上的一种高科技产品，可以实现加工工件的多坐标的联动数控加工、装配和测量以及对各种复杂的特种零件的加工工作。
在设计上无导轨，克服了传统的数控机床刀具只能沿着固定导轨行进而造成的刀具作业自由度偏低、灵活性差和机动性不够的缺陷，被广泛应用于航天航空、船舶、国防和大型模具等大型复杂零件或特种零件的加工制造。
相较于传统的串联机床来说，并联机床具有以下特性：一、简单的结构形式和传统的串联结构的机床相比，并联机床的机床机械零部件数目大幅减少，其组成部件主要由滚珠丝杠、虎克铰、球铰以及伺服电机等组成。
其通用组件多可以由专门厂家进行生产制造，因而并联机床在制造和库存成本上都大幅降低，并且容易进行部件的组装和搬运。
二、良好的结构刚性封闭性结构的采用使得并联机床具有相对较高的刚性。
由于并联机床的结构负荷流线短，并且其负荷分解的拉力和压力是有六只连杆同时承受的，在外力一定的情况下，从材料力学的角度来看，在应力和变形方面，悬臂量的应力和变形最大，两端插入次之，随后依次是两端简支撑和受力的二力结构，最后是受张力的二力结构。
因而，并联机床拥有高刚性的特点，优于传统的串联机床。
三、加工速度高而且惯性低在设计上，并联机床的结构所承受的力能发生方向的改变，两力构件因此成为最能节省材料的结构，并且并联机床的移动件的组成数目减少且受六个致动器的同时驱动，机器运转达到高速化很容易，并且惯性相对较低。
四、良好的加工精度并联机床的组成是多轴并联机构，其六个可伸缩杠杆长都可以单独作用于刀具的位置和姿态，不会造成传统串联机床出现的几何误差积累和放大的问题，甚至还可以产生平均化效果，具有结构设计的热对称性，热变形相对较小，所以会产生工件加工的高精度。
一种并联激光加工机床的运动学及工作空间研究
图 ２机 构 位 置参 数 简 图
建立基坐标系 Ｏ ＸＹ ， － Ｚ 和动坐标系 ０－ ， 中动坐标 Ｘ ＹＺ ， 其 系原点 ０在活动平 台等边三角形 中心上 ， 其外接 圆直径设为 ２ ， ｒ 轴、 轴与 Ａ ： 垂直。 三根定长杆杆长分别为 、 、 ， 三根导
》 了当激光加工头 匀速加工情况下的驱动滑块的位移、 速度、 加速度 曲线， 并比较 了滑块速度输入与动平 《
ｌ台 速度输出 之间关系 后对机床的工作空间进行了 。最 分析， 工作空间大且无空洞的结 得出 论。 上述工 ｉ
》作 ， 可为并联机床的设计与加工提供理论依据。 ； 关键词 ： 并联机床 ； 自由度； 三 运动学； 工作空间 《 ；
为： 杆长 ￡ ２ ７ ０ Ｒ＝０ ｍｍ、 １０ ｍ给定 长方体参数为 。 ： ０ ｍ、 ５０ ＝ ｒ ０ｍ ＝ （０ ｘ Ｏ ｘ Ｏ ） ｍ， ４ ０４ Ｏ ６ Ｏ ｍ 加工头工作时的均速运行 ， 速度为 ２ ０ ｍ ｓ ０ｍ ／ 。
一 、 暑一 】 ＿ ＾ ０
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第 ６期
２１ ０ ２年 ６月
文章编号 ：０ — ９ ７ ２ １ ）６ ０ ５ － ３ １０１３ ９ （０ ２ ０ — １９ ０
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉ ｅｙ ｓ ｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃ ｕ ｅ １９ ５
一
种 并联 激光加 工机床 的运动 学及 工作 空间研 究
；ｒ ｕ。ｆｅｄｅｔ ｅ ｅｔ ｅａ 。ｉ 舭 ｛ ｓｉｅａｎ ｒ ｇｉｓ凰ｅｎｔｉ ｍｉ ｑｉ ｂｎ ｔ ｑｉｏｈｏｌ ｈ ｅ ｄ ｄｅｖｅ ａｓｕ。 ｔｅ ａ ｔ ｓｎ ｔ ａ ｈｎ 凡 ｓ ｃ ｔ ａ
新型串并联结构数控机床
制 。通常 “ 轴 ” 于 机 床 坐标 系及 工 件 坐标 系 的建 虚 用
立， 并产生 刀具 加工 运 动 轨迹 等 。机 床 的 调整 和 校准
是 在“ 实轴 ” 态下 进 行 的 。“ 状 实轴 ” 杆件 ） 要 按 照 （ 需
Ｔｉｏ ｒ ｄ机构运 动学 解 算 规 律 进行 运 动 ， 而获 得 所 需 ｐ 从 要 的“ 轴” 动 轨迹 。 “ 虚 运 实轴 ” 虚 轴 ” 标变 换 软 与“ 坐 件 是 由西 门子 公 司为 瑞 典 艾 克 斯 康 公 司 的 Ｔｉｏ ｒ ｄ机 ｐ
ｌ 串 并 联 数 控 机 床 Ｌ ＮＫＳ Ｅ ７ ０机 械 结 Ｉ － ＸＥ ０
构
ＬＮ Ｓ Ｅ Ｅ ０ 串并联 数控机 床 包括 并联 部 分 ＩＫ — Ｘ ７０型 和 串联 部分 ， 并联 部分 由定 平 台 和动 平 台 以及 ３个 分 支组成 ， 中有 两个 分支 的一 端 与定 平 台用两 自由度 其
了一种 全 新 结 构 的 加 工 中 心—— ＬＮ Ｓ Ｅ Ｅ ０ 如 ｌ Ｋ — Ｘ ７ ０，
点 。尤其在复杂曲面的加 工中具有很好 的应用前 ２ 。
景 。ＬＮ Ｓ Ｅ Ｅ ０ Ｉ Ｋ — Ｘ ７０是 一 款 立 足 于 中国 制 造 ， 用 国 运
・
／‘等 一ｕ ｌ ａ 平 ｌ
ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｔｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ． ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｍａ ｈｉ ｏ ｌｗｉｈ Ｓ ｒａ ｃ ｎｅ Ｔ ｏ ｔ ｅ ｉｌ＆ Ｐａ ａｌ ｌＳｔ ｃｕ ｅ；ＮＣ Ｓ ｓｅ ；Ｔｒ ｎ ｆｒ ｔｏ ｔ ｅ ａ ｎ ｒｕ ｌ ｒ ｌｅ ｒ ｔ ｒ ｕ ｙｔｍ ａ ｓｏ ｍａｉ ｎ Ｂｅｗｅ ｎ Ｒｅ ｌａ ｄ Ｖｉｔ ａ
数控车床图片
图1-6 XK5025型经济型数控铣床
图1-7 XH714A型立式加工中心
普通车床加工
普通 车床 的操
作
并联机床
并 联 运 动 机 构
数 控 车 床
数 控 铣 床
数控钻床
加工中心
数控雕刻机床
பைடு நூலகம்
三座标测量机
数控电火花成型机
快速成型设备
数控多工位冲床
数控弯管机
数控卷簧机
刀体
前刀面A
刀头
副切削刃 S '
副后刀面
A'
主切削刃
刀尖：S
主后刀面A
一尖二刃三刀面
常见的数控机床：
图1.6 高速数控 立式车床 CKZ5125
图1.7 数控车床
CAK6132 V
图1.8 龙门五面数控
铣镗床
TK57150X3000
图1.11 数控立式车床 CK514
图1.12 数控立式铣镗床 TK54100
图1.13 数控车床 CA6140
图1.14 数控立式铣镗床 TK54100C
图1.30
75度可转位断面 车刀
图1.31 车刀
图1.32 外径车刀
图1.33 CNC自动车刀
图1.34 硬质合金圆盘车刀
图1.35 铣刀系列
图1.9 卧式铣镗床 TPX6111B/1
多工位组合机床控制系统设计
目录第1章绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究现状及发展趋势 (1)1.3 本课题研究的内容及意义 (3)第2章总体控制方案设计设计 (3)2.1 控制方案的确定 (3)2.1.1 工作要求 (3)2.1.2 控制方案 (4)2.2 液压原理图的设计 (4)2.2.1 液压元器件的选型 (5)2.2.2 动作分析及原理图的确定 (8)第3章PLC的控制系统设计 (12)3.1 控制系统的硬件设计 (12)3.1.1 元器件的选型 (13)3.1.2 硬件接线图设计 (14)3.1.3 输入输出端口设计 (15)3.2 控制系统的程序编写 (17)3.2.1 系统控制流程图 (18)3.2.2 系统控制梯形图 (20)3.3 仿真及联机调试 (22)第4章总结及展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (29)摘要组合机床是以动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件这样的系列化、标准化的通用零部件为基础，然后再配以少量的按工件的特殊形状和加工工艺的专用部件和夹具组成的一种专用机床。
组合机床能够实现半自动加工或全自动加工，适合用在大批量加工相同或者相似的零件的一个工序或者几个工序的生产活动中，能够大大的提高生产效率。
组合机床能够实现对工件的钻孔、扩孔、铰孔、车、铣、攻螺纹等多种工序。
本课题的多工位回转工作台组合机床，设有四个工位；装卸-钻孔-扩孔-铰孔四个工位。
此组合机床通过回转工作台的回转来进行不同工位的加工，实现了一次装卸多次加工的的工作，大大节省了时间，提高了工作效率。
组合机床多采用液压控制与PLC控制相结合，本课题的多工位回转工作台式组合机床，其回转工作台的回转运动、动力滑台的前进以及后退运动就是靠液压系统来控制的，而其循环动作以及动力系统的控制均需要PLC来控制，本课题中采用了两种控制方法：自动控制和手动控制。
PLC具有使用灵活、体积小、较稳定、编程方法多样也容易理解等优点，能够稳定的实现控制过程。
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论
并联机床
传统机床为串联结构，存在悬臂部件，不易 获得高的结构刚度；另外，其组成环节多，结构 复杂，限制了加工精度和
速度的提高。
在2O世纪9O年代中期 问世的并联机床，正是为 解决传统机床存在的问题 而进行的一种新的尝试。
《数 控 原理》
绪
论
并联机床 是机器人技术、 机床结构技术、 现代伺服驱动 技术和数控技 术相结合的产 物，被称为 “21世纪的机 床”，具有很 大的开发潜力 和广泛的应用 前景。
Gidding
s&Lewi s公司首 次展出
Variax 型并联 运动学 机床
《数 控 原理》
绪
嗣后，美国 Ingersoll推出 了VOH1000 （立式）和 HOH600（卧 式）型加工中 心，它们在结 构上得到了较 大的改进，从 “内铣”改为 “外铣”。右 图为VOH 1000.
论
《数 控 原理》
绪
论
HOH 600
《数 控 原理》
绪
论
Hexa 6X立式五坐标高速铣床
• 欧洲第一 台商品化 的并联机 床。由欧 共体Esprit 高科技研 究计划资 助，有4 家德国的 单位参加。
《数 控 原理》
绪
论
Linapod立式加工中心
• 德国 斯图 加特 大学 机床 控制 研究 所
ISW
《数 控 原理》
《数 控 原理》
绪
论
并联机构的特点
• 载荷/质量比大 • 响应速度快 • 便于模块化设计 • 布局形式灵活多样 • 控制复杂 • 工作空间相对较小 • 灵活度差 • 与串联结构互为补充（对偶关系）
《数 控 原理》
绪
论
传统机床与并联机床的综合性能比较
《数 控 原理》
绪
论
VARIAX 型加工中心
IMTS’94 美国
ck ert公 司
《数 控 原理》
绪
论
P800型五杆并联机床
• 德国
Metro m公司
《数 控 原理》
绪
论
自动化饼干包装（瑞士Demaurex）
《数 控 原理》
绪
论
物流和装配系统
《数 控 原理》
《数 控 原理》
绪
论
并联机构（parallel mechanism）是一组由两个或 两个以上的分支机构并联而成的。所有分支机构可同时 接受驱动器输入，而最终共同给出输出。并联机构在机 构学上是多路闭环机构。
动平台
输出
输入
并联机构及其拓扑机构
《数 控 原理》
静平台
绪
论
并联机床的主轴(动平台)与机座(静平台)之 间采用并联结构。它没有滑台，没有导轨，而 只用几根可自由伸缩的驱动杆带动主轴箱、带 着刀具（或工件）在空间运动，由计算机通过 复杂的数学运算完成加工任务。并联机床具有 承载能力强、响应速度快、精度高、机械结构 简单、适应性好等优点，是一种“硬件” 简单、 “软件”复杂、技术附加值高的产品。