[發(fā)明專利]一種附加冗余直線滑動的三平動龍門并聯(lián)機床

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611209567.5
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106736613B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李開明;丁高鵬;郭歡;杜燁;李斌豐;張智;果金龍;葉冬明;李柯;施俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發(fā)明公開了一種附加冗余直線滑動的三平動龍門并聯(lián)機床，包括龍門架、直線模組、第一支鏈組、第二支鏈組、第三支鏈組、動平臺、工作臺；龍門架包括第一側(cè)柱、第二側(cè)柱和頂座，直線模組包括導(dǎo)軌和滑塊；龍門架和工作臺下端用地腳螺栓固定，直線模組安裝在頂座上，支鏈組一、支鏈組二、支鏈組三是由三組結(jié)構(gòu)相同的伸縮桿構(gòu)成，第一支鏈組、第三支鏈組的一端均安裝在頂座上，另一端均與動平臺相連，第二支鏈組的一端安裝在直線模組上，另一端與動平臺相連，組成空間并聯(lián)閉環(huán)結(jié)構(gòu)；在三個支鏈組的伸縮和直線模組冗余驅(qū)動的作用下，形成一種結(jié)構(gòu)緊湊、運動靈活、可規(guī)避奇異位形、具備大工作空間的龍門并聯(lián)機床，特別適合大型工件的加工作業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控制造裝備領(lǐng)域，特別是一種附加冗余直線滑動的三平動龍門并聯(lián)機床。

背景技術(shù)

在宏大制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)的單柱式鏜銑床、大型龍門銑床等一類機床由于動態(tài)性能差、精度低、機身龐大以及造價高等問題，已難以滿足現(xiàn)今大型工件的加工要求；并聯(lián)機床作為一種新概念機床，與傳統(tǒng)數(shù)控機床相比有其獨特的優(yōu)勢。

中國專利CN105818137A公開了一種具有三維平動的并聯(lián)機構(gòu)，包括動平臺、定平臺與三組支鏈，該機構(gòu)使用三個伺服電機同步驅(qū)動一組可伸縮支鏈，但該機構(gòu)工作空間小，不適合大范圍作業(yè)的情形；中國專利CN103240729A公開了一種空間三平動并聯(lián)機械手，包括固定機架、動平臺以及對稱布置在固定機架與動平臺之間的三條支鏈組，每組支鏈分為近架桿和遠架桿，形成空間軸對稱多連桿結(jié)構(gòu)，局限性在于剛度較差，工作空間較小；德國Reichenbacher公司推出的Pegasus型木材加工中心，采用三組固定桿長且兩端裝有萬向鉸鏈的桿系，借助鉸鏈將桿系分別與三塊移動滑板和動平臺相連，作業(yè)限于狹長的工作空間且剛度低、加工精度無法滿足對金屬大工件加工的要求；德國斯圖加特大學(xué)的S.Johannesson于2003年提出、并與澳大利亞的昆士蘭大學(xué)、挪威的阿格德學(xué)院和瑞典的ABB公司聯(lián)合研究一種名為Gantry-Tau的三自由度大工作空間并聯(lián)機構(gòu)，該機構(gòu)采用定桿長加三滑座的布局，第一個滑座有一組平行桿，第二個個滑座安裝三根桿組成兩個平行四邊形，第三個滑座上裝一根桿件，三條水平導(dǎo)軌固定在機架上，通過數(shù)控系統(tǒng)控制三滑座的運動使動平臺從左側(cè)空間轉(zhuǎn)換到右側(cè)空間，從而比其他并聯(lián)機構(gòu)有著較大的工作空間。但該機構(gòu)存在兩個問題：一，想要得到更大的工作空間就必須增加導(dǎo)軌的長度，而且該機構(gòu)的橫向工作范圍較小，二，動平臺在左右空間倒換的控制算法異常復(fù)雜，且可通過的路徑有限。清華大學(xué)與齊二機床、江東機床等公司合作研發(fā)的XNZ2430重型龍門式五軸混聯(lián)機床，主要是將傳統(tǒng)龍門機床的橫向和豎向的直線模組替換為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，該機床是局部并聯(lián)機構(gòu)與傳統(tǒng)機床結(jié)構(gòu)的結(jié)合，但這種結(jié)構(gòu)并不能增大機床的工作空間，因此為了增大機床的工作空間，就必須要增加機床工作臺的尺寸，這就使得機床的整體尺寸大大增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種運動靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、可規(guī)避奇異位形、具備大工作空間的并聯(lián)機床，特別適合大型工件的加工作業(yè)。

一種附加冗余直線滑動的三平動龍門并聯(lián)機床，包括龍門架、直線模組、第一支鏈組、第二支鏈組、第三支鏈組、動平臺、工作臺；所述龍門架包括第一側(cè)柱、第二側(cè)柱和頂座；所述第一側(cè)柱、第二側(cè)柱安裝在工作臺的兩端，頂座安裝在第一側(cè)柱與第二側(cè)柱的頂端；所述直線模組包括導(dǎo)軌和滑塊，直線模組安裝在頂座上，滑塊沿導(dǎo)軌滑動；

所述第一支鏈組、第三支鏈組的一端均安裝在頂座上，另一端均與動平臺相連；所述第二支鏈組的一端安裝在直線模組上，另一端與動平臺相連，組成空間并聯(lián)閉環(huán)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：

(1)采用封閉式龍門架的設(shè)計有利于提高并聯(lián)機床的剛度和精度。

(2)少自由度并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于裝配且整機重量輕，易于控制。