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機床提高精度是關鍵

閱讀:318          發(fā)布時間:2013-1-1

20世紀70年代初世界上出現(xiàn)了*批電氣機器人,在一些極其單調和危險的工作領域,被用來替代人體勞動。這種機器人應用的就是串聯(lián)技術,其技術優(yōu)勢是工作終端能夠向各方向運動,具有足夠的動態(tài)性能和靈活性,可到達要求的工作區(qū)域,但其精度和剛性較差。

  一直以來,機床制造業(yè)的們夢想著將機器人的靈活性好、工作區(qū)域大與傳統(tǒng)機床精度、剛性高的優(yōu)點結合在一起。在過去的20年里,人們一直著眼于運動并聯(lián)機床(PKM)的開發(fā)。

  21世紀的數(shù)控加工裝備

  并聯(lián)機床(Parallel Machine Tools),又稱并聯(lián)結構機床(Parallel Structured Machine Tools)、虛擬軸機床(Virtual Axis Machine Tools),也曾被稱為六條腿機床、六足蟲(Hexapods)。并聯(lián)機床是基于空間并聯(lián)機構Stewart平臺原理開發(fā)的,是近年才出現(xiàn)的一種新概念機床,它是并聯(lián)機器人機構與機床結合的產(chǎn)物,是空間機構學、機械制造、數(shù)控技術、計算機軟硬技術和CAD/CAM技術高度結合的高科技產(chǎn)品。

  它克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構刀具只能沿固定導軌進給、刀具作業(yè)自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷,可實現(xiàn)多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能,更能滿足復雜特種零件的加工。自其1994年在美國芝加哥機床展上面世即被譽為是“21世紀的機床”,成為機床家族中zui有生命力的新成員。

  自其問世以來,并聯(lián)機床的研發(fā),總體上仍處于研究、試制、試用階段,對并聯(lián)機床的動力學特性及其加工精度影響規(guī)律等研究內容還處在起步階段。以犧牲工作空間和靈活度為代價,試圖獲得高剛度、高承載能力、良好的運動特性,但到目前為止,國內外所開發(fā)出的并聯(lián)機床并未達到所期望的精度能力。

  影響精度的因素

  提高精度的對策

  由于各誤差源之間的耦合作用,因此機床的精度是由綜合誤差決定的,有時消除或減小單項誤差往往不能獲得預期的效果。不僅要對單項誤差對精度的影響規(guī)律作進一步研究,還要對各單項誤差的耦合、綜合效應進行研究??梢詮囊韵聨讉€方面入手:

  1、在幾何誤差的研究上,矢量環(huán)路分析法比較成熟,蛤需進一步提高結構參數(shù)的有效測量及標定精度。

  2、在靜剛度特性方面,目前在實際試驗中多采用預載以消除間隙的影響,但在動剛度特性方面,由于 切削載荷動態(tài)變化,間隙成為一個隨機量,因此可用概率方法。

  3、在動態(tài)特性,尤其是振動的影響方面,對過大量試驗獲得振動特性參數(shù)。

  4、建立綜合誤差模型。在幾何誤差的基礎上,考慮剛度特性引起的變形量及zui終的偏差量,從理論上講,只需要將其折算為位置誤差或桿長誤差即可。但要將振動引起的偏差量綜合考慮進行,需要考察其有關機理 ,因為它是高頻變化量。



 

 
 

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