animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Машины С Параллельной Кинематикой

Машины С Параллельной Кинематикой

Машины с параллельной кинематикой

Машины с параллельной кинематикой - это устройства имеющие преимущества по сравнению с традиционными механизмами станков. Подобные механизмы применяются достаточно давно. Одниа из первых машин является платформа Стюарта, манипулятор Данилевского и др.

В механизмах параллельной структуры выходное звено связано с основанием несколькими кинематическими цепями. Общее число степеней свободы равно сумме степеней свободы кинематических цепей машины. Эти машины воспринимают нагрузку подобно пространственным фермам, в связи с чем отличаются от машин с последовательной структурой повышенными показателями точности и грузоподъемности.

История создания машин с параллельной кинематикой

Машины с параллельной кинематикой появились в 40-е годы прошлого столетия. В 1947 г. Эрик Гауф (Gough), выдающийся английский инженер, изобрел новый параллельный механизм - гексапод (рис. 1, а). Новизна «платформы Гауфа» была во взаимном симметричном расположении шести стоек. В 1965 году появилась широко известная работа Стюарта. В ней описан параллельный механизм (платформа), принципиально не отличающийся от механизма Эрика Гауфа. Однако, с этого времени платформу начали называть «платформой Стюарта».

Первые машины с параллельной кинематикой

Рис. 1. Первые машины с параллельной кинематикой: а - платформа Гауфа; б - платформа Стюарта

Наиболее важными компонентами, которыми обладают станки с параллельной кинематикой, определяющими надежность и точность работы являются:

  • распорки (штанги);
  • шарниры и шарнирно-силовая система;
  • приводы распорок;
  • шпиндельные узлы и шарнирные шпиндельные головки;
  • столы, платформы и несущая система;
  • система управления, позиционирования и измерения координат.

Конструктивно машина с параллельной кинематикой представляет собой некое твердое тело (платформу), соединенное с неподвижным основанием стойками или тягами переменной длины - поступательными парами (П) (рис. 1, б).

К платформе стойки присоединены посредством сферических пар (С), а к основанию посредством сферических пар с пальцем (Сп). На основании могут быть установлены и С пары. В этом случае опора имеет одну лишнюю степень свободы - вращение вокруг своей оси.

Число соединительных цепей и число степеней свободы может изменяться от 2 до 6. Число, вид и порядок расположения кинематических пар в цепях может быть различным. Каждая кинематическая цепь может содержать один или несколько приводов. Возможны структуры, в которых не все кинематические цепи содержат привод. Отсюда следует, что механизмы параллельной структуры образуют очень обширный класс.

Классификация машин с параллельной кинематикой

Существует множество вариантов структурных исполнений машин с параллельной кинематикой, а также ряд параметров, характеризующих их. Наиболее простым и самым распространенным параметром, по которому можно классифицировать все параллельные машины, независимо от области их применения, является число степеней свободы. Поэтому технологическое оборудование можно разделить на следующие группы:

  • биподы (выходное звено механизма имеет две степени свободы);
  • триподы (три степени свободы);
  • четырехподы (четыре степени свободы);
  • пятиподы (пять степеней свободы);
  • гексаподы (выходное звено имеет шесть степеней свободы).

В следующих статьях мы подробно остановимся на каждом, рассмотрим преимущества и недостатки каждой машины с параллельной кинематикой.