并聯(lián)機床是空間機構學瞪澈、機械制造笆赤、數控技術、計算機軟硬技術和CAD/CAM技術高度結合的高科技產品瞭驴。本文介紹了它的特點和研究現狀翻萨，并總結出了并聯(lián)機床的八個研究方向。

并聯(lián)機床(Parallel Machine Tools)，又稱并聯(lián)結構機床(Parallel Structured Machine Tools)俄蔗、虛擬軸機床(Virtual Axis Machine Tools)又信，也曾被稱為六條腿機床、六足蟲(Hexapods)杰笛。并聯(lián)機床是基于空間并聯(lián)機構Stewart平臺原理開發(fā)的，是近年才出現的一種新概念機床切省，它是并聯(lián)機器人機構與機床結合的產物最岗，是空間機構學、機械制造朝捆、數控技術般渡、計算機軟硬技術和CAD/CAM技術高度結合的高科技產品。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芙盘、刀具作業(yè)自由度偏低驯用、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，可實現多坐標聯(lián)動數控加工儒老、裝配和測量多種功能蝴乔，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首次面世即被譽為是“21世紀的機床”驮樊，成為機床家族中最有生命力的新成員薇正。

1 并聯(lián)機床的特點

整體而言，傳統(tǒng)的串聯(lián)機構機床囚衔，是屬于數學簡單而機構復雜的機床挖腰，而相對的，并聯(lián)機構機床則機構簡單而數學復雜练湿，整個平臺的運動牽涉到相當龐大的數學運算场时，因此虛擬軸并聯(lián)機床是一種知識密集型機構。這種新型機床完全打破了傳統(tǒng)機床結構的概念谴疾，拋棄了固定導軌的刀具導向方式强进，采用了多桿并聯(lián)機構驅動，大大提高了機床的剛度昭怕，使加工精度和加工質量都有較大的改進椭肝。另外，由于其進給速度的提高磺则，從而使高速玩困、超高速加工更容易實現。由于這種機床具有高剛度牧俩、高承載能力脉鼻、高速度、高精度以及重量輕、機械結構簡單度姑、制造成本低穷窃、標準化程度高等優(yōu)點，在許多領域都得到了成功的應用趁尼，因此受到學術界的廣泛關注埃碱。由并聯(lián)、串聯(lián)同時組成的混聯(lián)式數控機床酥泞，不但具有并聯(lián)機床的優(yōu)點砚殿，而且在使用上更具實用價值。


隨著高速切削的不斷發(fā)展芝囤，傳統(tǒng)串聯(lián)式機構構造平臺的結構剛性與移動臺高速化逐漸成為技術發(fā)展的瓶頸似炎，而并聯(lián)式平臺便成為最佳的候選對象，而相對于串聯(lián)式機床來說悯姊，并聯(lián)式工作平臺具有如下特點和優(yōu)點：

(1) 結構簡單羡藐、價格低

機床機械零部件數目較串聯(lián)構造平臺大幅減少，主要由滾珠絲杠悯许、虎克鉸仆嗦、球鉸、伺服電機等通用組件組成先壕，這些通用組件可由專門廠家生產欧啤，因而本機床的制造和庫存成本比相同功能的傳統(tǒng)機床低得多，容易組裝和搬運螃浑。

(2) 結構剛度高

由于采用了封閉性的結構(closed-loop structure)使其具有高剛性和高速化的優(yōu)點倍挚，其結構負荷流線短，而負荷分解的拉诵城、壓力由六只連桿同時承受绪忙，以材料力學的觀點來說，在外力一定時慷组，懸臂量的應力與變形都最大肘渔，兩端插入(build-in)次之，再來是兩端簡支撐(simply-supported)溢棱，其次是受壓的二力結構繁莲，應力與變形都最小的是受張力的二力結構，故其擁有高剛性吩伊。其剛度重量比高于傳統(tǒng)的數控機床拢胆。

(3) 加工速度高，慣性低

如果結構所承受的力會改變方向便螟，(介于張力與壓力之間)猛计，兩力構件將會是最節(jié)省材料的結構唠摹，而它的移動件重量減至最低且同時由六個致動器驅動，因此機器很容易高速化奉瘤，且擁有低慣性勾拉。

(4) 加工精度高

由于其為多軸并聯(lián)機構組成，六個可伸縮桿桿長都單獨對刀具的位置和姿態(tài)起作用盗温，因而不存在傳統(tǒng)機床(即串聯(lián)機床)的幾何誤差累積和放大的現象藕赞，甚至還有平均化效果(averaging effect)；其擁有熱對稱性結構設計卖局，因此熱變形較懈�蜕。还仕�具有高精度的優(yōu)點吼驶。

(5) 多功能靈活性強


由于該機床機構簡單控制方便，較容易根據加工對象而將其設計成專用機床店煞，同時也可以將之開發(fā)成通用機床蟹演，用以實現銑削、鏜削顷蟀、磨削等加工酒请，還可以配備必要的測量工具把它組成測量機，以實現機床的多功能展管。這將會帶來很大的應用和市場前景陕牲，在國防和民用方面都有著十分廣闊的應用前景。

(6) 使用壽命長

由于受力結構合理瓣老，運動部件磨損小芒极，且沒有導軌，不存在鐵屑或冷卻液進入導軌內部而導致其劃傷崇已、磨損或銹蝕現象户挟。

(7) Stewart平臺適合于模塊化生產

對于不同的機器加工范圍，只需改變連桿長度和接點位置贱起，維護也容易中痴，無須進行機件的再制和調整，只需將新的機構參數輸入迫扫。

(8) 變換座標系方便

由于沒有實體座標系疮窟，機床座標系與工件座標系的轉換全部靠軟件完成，非常方便诬絮。

Stewart平臺應用于機床與機器人時鬼癣，可以降低靜態(tài)誤差(因為高剛性)，以及動態(tài)誤差(因為低慣量)啤贩。而Stewart平臺的劣勢在于其工作空間較小扣溺，且其在工作空間上有著奇異點的限制，而串聯(lián)工作平臺，控制器遇到奇異點時锥余，將會計算出驅動裝置無法達成的驅動命令而造成控制誤差腹纳，但Stewart平臺在奇異位置會失去支撐部分方向的力或力矩的能力，無法完成固定負載對象驱犹。