混联式数控机床的发展
3 发展趋势
混联式数控机床可以将并联机构和传统机床的串联机构的优点集于一身,是一类很有前途的数控机床。虽然已开发了不少型式的机床,还有很多理论和技术问题有待进一步研究,为了使并联机床能够达到它的理论上的高性能,为了并联和串联结合得更科学,以使机床获得更好的综合技术指标,除了运动学、动力学等理论及方法研究之外,还应该进一步进行基础元件技术研究。以下列举几个方面。
- 混联式机床的方案创新设计技术 混联式机床方案的创新余地很大,虽然混联机床总体方案创成方法已有研究,也已开发出不少型式的混联机床,但如何获得最佳的并联、串联组合,形成混联式机床方案创新系统还有很多技术尚待进一步研究。
- 关节技术 应用了并联机构的机床,其性能之所以尚达不到理论上的高度,主要原因是由于关节而产生的。关节的问题主要是结构尺寸、刚度、精度之间的矛盾问题。一般而言,关节刚度较低,若采用预紧的方法提高刚度,则摩擦增大,将导致运动精度下降;若采用可调隙的滚动轴承,由于并联机构的突出优点是承载能力大,目前承载能力大的滚动轴承类型一般结构尺寸也较大,将导致关节尺寸增大。因此研究开发适合关节应用的承载能力大、结构尺寸小的高精度滚动和结构紧凑、刚度及精度高的复合滚动关节是关键的基础技术。
- 主电动机及电主轴 目前混联或并联机床的主轴大多安装在动平台上,或者用交流伺服主电动机驱动,或者直接用电主轴。由于并联机构的优点之一是运动部件惯性小,因此对电动机的功率、扭矩#重量比要求更高,对其振动和发热要求更严。
- 高精度检测元件 并联机构的采用,将带来众多的被动关节。由于被动关节没有伺服电动机驱动,因此无论是机床的精度标定,还是运动误差补偿,被动关节运动误差检测都是很重要的。这就要求研究开发适合被动关节安装使用的、尺寸小、精度高、抗干扰能力强的检测元件。
4 结束语
混联式机床可以将并联和串联的优点融为一身,适用价值好,是一种很有前途的数控机床型式。从混联数控机床本身的技术而言,可以说,国内与国外的研究几乎是同时起步的。因此,应该抓住机遇,加大进一步研究、开发和应用的力度,从一个侧面推动我国机床技术的创新和进步,为振兴我国机床工业的发展做出贡献。
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