什么是并聯運動機床（PKM）？
相對于傳統機床(串聯結構) 并聯運動機床在機床整體設計上是一種革命性創新. 工業行業中使用的傳統機床具有高剛性和高精度的特性, 但是為了保證高剛性和高精度而降低的是機床的靈活性. 誕生于1970年代的電氣機械手具有高度的靈活性但缺乏機床所具有的高剛性和高精度. 長期以來, 機床制造行業的開發者們的夢想一直都是要把機器人靈活性好、工作區域大與傳統機床精度、剛性高的優點結合在一起。
在過去的20年里人們因此一直著眼于并聯運動機床（稱為PKM）的開發。這種技術是指是通過3個或3個以上平行的軸實現X,Y和Z軸的運動，這種結構的剛性、精度十分顯著，而且還能保證結構的靈活性和工作區域。自1980年代中期首項并聯運動機床專利出現以來, 瑞典, 美國, 德國, 日本, 中國等國家的幾十家企業與機構相繼進行了大量研發,在以波音、通用汽車為代表的航空和汽車工業已有較廣泛應用。
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并聯運動機床優勢舉例
1. 敏捷加工:
傳統3軸加工時常遇到工件坐標系的參照點不是在工件內部就是與工件的中心線不一致的問題，因此使工件與機床坐標系對齊是一項耗時又耗錢的工作。傳統機床對此的解決方案是使用非常昂貴且不靈活的伺服控制夾具，或通過使用高級的脫機測量設備手工調整每個工件。并聯機床可以輕松地使用激光或傳統測頭并結合5軸機床極高的加速度和快速運動的性能，在加工前能夠在幾秒鐘內蜻蜓點水般地測完工件，測完需要分析的所有指數，相應地調整相關程序數據。舉一實例來說，機翼剖面上的零件是不一致的，需要在加工前單獨測、計算、再放回機床坐標系，而所有這些工作只用幾秒鐘。
2. 一次裝夾加工:
傳統3軸加工的另外一個問題是工件所有6個面的加工，最少需要2個夾具，有時用3個夾具。這種加工技術要求多次工件裝夾，這會造成很多的問題諸如，不斷給工件換夾具致使公差累加，相應出現了Cpk問題，而且設計制造幾個不同夾具的成本亦不菲。并聯運動機床可以讓主軸始終真正地指向一點向后退刀，這種獨特的性能使得并聯運動機床從理論上能夠在一次裝夾內便可加工工件的所有面。如果此技術再用上述測頭的話，那么使用無重復性或固定精度，但穩定性和剛性好的成本十分低的夾具就有可能了。因而公差累加的所有問題也隨之消失，工件的Cpk值也會增加。
3. 復合角度加工:
由于飛機和汽車設計的越來越高級，隨之對復合角度和圓插補的復雜加工需求也與日俱增。為了用傳統的龍門型機床做這類加工，它是隨身帶著很大的重量在加工，由于5個笨重的軸需要不斷再定位，通常出現路徑跟隨問題及/或生產率問題。對于并聯運動機床來說，以其高度的動態性能平面或是與復合角度面對它來說都是一樣的，因此它十分適于未來汽車制造期望的所有復雜加工。而且不難想象飛機、火車或建筑機械上的部件要求更先進的加工技術，而現今傳統機床無法做到的，但是并聯運動機床卻可以實現。
4. 多重路徑混合及消除拖刀紋楞:
傳統數控機床加工純平表面是一個棘手的問題。如果采用多重路徑加工，這要求機床的剛性和精度非常好。盡管如此，實際上幾乎也不可能避免出現路徑之間的紋楞。用傳統機床主要有兩種途徑來解決這個問題，一是使用運動軌跡可覆蓋整個表面的刀具，但要求機床功率更大、穩定性更好；二是給主軸調整出一個前傾角，讓所有的路徑按同一方向切削，耗時多。并聯運動機床的主軸與工件表面是否垂直是沒有直接關系的，所以用一個確定的前傾角給并聯機床進行編程即可。這種加工方法的另一個優點是，在加工時刀具背面不接觸工件，可增加了刀具的使用壽命，尤其是加工帶余沙的鑄件時，沙子不會濺到并且積留在刀背面和工件之間，減少了刀具的磨損。■
