一种基于并联机构的三维激光切割机的设计与仿真

周鹏飞，严 伟，翟东升，胡金龙

（1.江苏扬力数控机床有限公司，江苏 扬州 225127；2.南京航空航天大学，江苏 南京 210000）

一种基于并联机构的三维激光切割机的设计与仿真

周鹏飞1，严 伟2，翟东升1，胡金龙1

（1.江苏扬力数控机床有限公司，江苏 扬州 225127；2.南京航空航天大学，江苏 南京 210000）

设计了一种基于并联机构的三维激光切割机，为激光切割机产品设计提供了一种全新思路。运用ADAMS软件对Z轴、A轴及C轴在各自的行程范围内进行了逆运动学仿真，其结果和方法能够为进一步的研究和产品化提供参考依据。

机械制造；三维激光切割机；设计；并联机构

1 引言

激光切割技术在很多工业领域的应用越来越广泛[1]。随着激光切割技术的进步，三维空间曲线的激光切割以其切面质量好、精度高、柔性强等诸多优点，得到汽车工业、航空航天工业、工程机械等诸多领域的青睐。使用三维激光切割，可以缩短生产周期，节省原材料，提高功效，降低生产成本[2，3]。

传统的三维数控激光切割机，主机传动机构采用串联方式。串联机构的切割头运动轨迹及姿态控制都是建立在笛卡尔坐标系中，机械结构复杂、笨重，设备动态响应速度差，零部件寿命低。针对上述问题，本文设计了一种结构更加灵巧、刚性更大、惯性更小、精度更高的基于并联机构的三维数控激光切割机，以光纤为光束传输介质，通过五个简单的直线驱动装置来实现对切割头在三维空间X、Y、Z、A、C五轴运动的控制。并运用多体动力学软件ADAMS对其在特定工况下的运动学特性进行了仿真，为进一步深入研究以及产品化提供了依据和参考。……