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1、 机床与液压刀 洲) . 增刊 中国力学学会流休控创工程专业委员会 , 20 全国优休动力与机电控侧工程及创造技术学术会议论文集2 5. 管网压力波动的自动调节。管网压力不稳定是 火炬着火的根本原因，压力不稳定的姗料气用户无法 使用。最好是上一套管网压力自动控制系统。 具有安全自 检功能的火炬电子点火装置。从长 远观点看问题，长明灯的能源浪费也不可忽视。目前 的电子点火仪五花八门， 关键时候能否百发百中点着 火炬是个大问题， 企业不敢冒险。 有些单位即使熄灭了 火炬， 但长明灯仍然长明。为此需要研制一套带安全自 检功能的电子点火仪。 管理人员可随时检查点火仪是否 能可靠工作， 做到预知 性维修
2、， 确保点火万无一失。 .然料气系统工作状态在线监侧。为提高姗料气 系统管理水平，需上一套计算机在线监侧系统。监测 各管网中然料气的流量、 压力、 沮度等参数。并能随时 打印报表和超限报替。 ( 2 ) 自 动化改造 按照上述要求，改造后的控制系统中包括三个子 系统。 姗料气系统管网压力自动控制和调节子系统 a , 高压管网。 高压管网正常工作压力为3 O O k P o 若 压力过高则向低压管网过气，压力降低则自 动补充调 节曦嫂料气， 调节.压力维持在5 0 0 0a o b 、 低压管网。 低压管网正常工作压力为3 0 k K P a o 压力过高刻向放空管网过气，若压力降低则自动补充
3、高压徽料气。 c 、 放空管网。放空嫌料气经压缩机提压后和嫩料 油一起送至用户使用。当燃料气压力波动时由控制系 统自 动调节佛料油流量， 以保证热负荷恒定。 嫌料气系统工作状态在线监测子系统 由计算机实时在线监侧嫌料气生产使用系统工作 状态， 如各管网的流t. 压力、 沮度、 气柜压力、 温度、 调 节峨压力、 沮度、 炉挂沮度及压编机工作状态等。具有 屏幕显示、 数据存储、 历史数据管理、 事故追忆、 打印报 表、 超限报誉等多种功能。 智能火炬电子点火子系统 采用火炬自动电子点火装置， 具有定期和/ 或不定 期安全自 检功能。发现间题可声光报替，以便作到预 知性维修。火炬气放空判断及火炬点
4、火控制均由该系 统完成。 ( 3 ) 拉制系统硬件构成 采用徽型 P L ( : 及工业P C机组成一个两级结构， 并预留向厂级计算机通讯的接口。 徽型P L C 用长线器 和多串口同工业 P C机通讯。如图2 所示。 挤二层 协一层 图2硬件结构示意图 3 结语 燃料气的生产和使用是石油化工厂的重要操作单 元之一，由于系统不稳定而造成然料气浪费占加工成 本的很大部分。将现代先进控制技术和管理手段应用 于燃料气系统运行之中， 是实现消灭火炬和长明灯、 降 低能耗、 提高生产效益的行之有效的方法。 参考文献 I I I 汝方济， 段玉乔. 总公司 消灭“ 火炬” 计划全面启动. 中国石 化报，
5、1 9 9 7 . 7 . 9 z 1 戴玉乔 . 火炬还要燃烧到下世纪吗? 油气储运工程设计， 1 9 9 6 . 2 3 1 孙业茂 . 大m炼油厂姗料气系统管理与消灭火炬的一个方 案 石油炼制. 1 9 9 3 ( 2 ) ( 上接第3 5 页) 4 结论 ( 1 )当并联机床运动平台 参考点位I变形矢量的 模为单位 1 时，作用在运动平台参考点上的外力矢量 摸的极大极小值相等;说明该并联机床是力刚度和力 矩刚度各项同性的。 ( 2 )该并联机床力刚度性能指标与支路的刚度k 成正比， 与结构参数无关; 力矩刚度性能指标与支路的 刚度 k和结构参数 b 2 成正比。 今考文做 1 离 峰，
6、 金振林等. 六自由 度盛拟轴机床. 中国发明 专利， 专利申 请号: 9 9 1 2 2 3 4 9 . 7 1 2 1 C o a e e li n , C . M . O n d re K i n e rn a ti c D e s ig n o f S p h e r ic a l 3 一 D O F P a r a lle l M a m p u la to r s . I n M m a d o n a l l o u m a l o f R o b o ti c s R .e n e e r c h , 1 9 9 3 , 1 2 ( 4 ) 3 1 黄 田等 . S t e w
7、 a r l 并联机器人局部灵活度和各项同性条件解 析 . 机械工程学报 1 9 9 9 , 3 5 ( 5 ) 4 1 黄 真等 . 并联机器人机构学理论及控侧 . 北京: 机械工业 出版社， 1 9 9 7 5 1 熊有伦等 . 机器人学 北京: 机械工业出版社， 1 9 9 3 作*简介: 金振林( 1 9 6 2 一) ， 男， 辽宁人， 燕山大学机械工程学院剧教 授， 博士生。 从事并联机床设计与侧造、 机件人力传感界技术、 精 密加工技术等方面的研究; 高 峰. 河北工业大学翻校长. 胶搜. 博士生导匆。 一一 n， 一I T E r一一一一一一一一一一一 . 中国力学学会盆休控制
8、工程专业委员会 机床与液压)2 0 0 0 . 增刊 为 全国倪体动力与机电控侧工怪及侧造技术学术会议论文集 基于6 一 S P S 三维平台机构的新型并联机床刚度分析* 金振林 ， 高 峰 r ( I . 燕山大学 机械工程学院， 河北秦皇岛0 6 6 0 0 4 ; 2河北工业大学， 天津3 0 0 1 3 0 ) 摘要: 介绍6 一 S P S 三维平台机构的布局特点， 定义基于6 一 S P S 三维平台机构新型并联机床的刚度性能指标并分析附度性 能指标与机构几何参教关系， 为该并联机床的设计和使用提供理论依据。 关 . 周 : 并 联 机 床 ; 6 - S P S 三 维 平 台
9、机 构 ; 刚 度 中 . 分 类 号 : l lP 2 4 2 . 2 文 。 标 识 ，厂 卜、 A n a l y s i s o n s t if f n e s s i n d e x o f a 灯 P e ma c h i n e t o o l b a s e d o n 6 一S P S t h r e e 一d i me n s i o n a l P l a t f o r m J i n Z h e n l i n , G a o Fen* 冉 h 自 ， d : 几is P . p e r P r e e o ts 胶 la v o 口 ,-Line m o l h
10、e e e d o n 此 目 a t fo r m 劝 .died,节 币 i s 卜 . 和们 山 ，t h e o r e t i c 司1 此 f o r t h e t h e h p a n f e a t ure o f t h e 6一s e s t h r e e. i s 石 仪 己叨d t h e x e l a t i o n e h i p e b e tn e e nn e d e d ; 妙 i口 a tf o r m . 7 h e s ti H n e s e h d ea c 试a tr e e p a ra ll e l 此 s t i a m e s s
11、 r o d e : e n d t h e l i n k l e n g t h s o f t h e m a c h i n e to o l a re 肠 e p w a r 山: h . 拢皿 肠 n e fo o l 泊一 S P S 1 前盲 叩time 日 1e e一 d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n d i l脚 日 1 1 仙l p h d f o r m;d e t e n s i o o f 山 e ma c h i n e t o o l . S ti 任 并联机床是由并联杆系构成的机床。是九十年代 并联机器人技术与机床
12、技术相结合而产生的一 种新 型加工设备， 具有承载能力强、 刚度大、 结构简单等优 点， 在叶轮、 模具和膝刻品等复杂空间曲面的加工中有 着很大的应用潜力。 组成并联机床的各环节在切削力、 驱动力、 重力、 惯性力等外力的作用下， 都会产生不同程度的变形， 从 而使刀具和工件之间的理想相对位置发生变化， 给 工 件造成几何形状误差和尺寸误差。刚度是评价并联机 床的重要性能指标之一，对并联机床的加工精度起着 至关重要的作用。本文应用并联机器人机构学理论， 定义墓于6 一 S P S 三维平台机构的新型并联机床刚度 性能指标， 分析刚度性能指标与机构几何参数关系， 为 并联机床的方案设计和使用提供
13、理论依据。 2 机构颐型与并联机床布局介绍 并联机床性能的改善，可借助于机床布局旦式的 合理设计来实现， 布局型式设计是并联机床研究的重 要内容。目前的六自由度并联机床的结构.大都以 S t e w a r t 平台机构为原型， 本文提出墓于6 - S P S 三维平 台机构的并联机床新布局型式， 机构原型如图1 所示， 该 6 一 S P S 并联机构是S t e w a r t 平台机构经过平台变异 得到的一种新机构， 其布局有以下特点: ( 1 ) 运动平台上的六个球铰分为三组。 每组两个， 各组球铰的中心分别分布在基础立方体的三个互相垂 直的表面上， 且中心连线在空间两两互相垂直; (
14、 2 )固定平台上的六个球铰的分布具有与运动平 台上的六个球铰相似的特点。 机床如图2 所示， 由固定平台1 、 运动平台2 , 6 个 自由直线移动驭动杆及其与运动平台、固定平台相连 的球铰构成的支路3 和装在运动平台上的电主轴与切 削刀具4 组成。运动平台通过6 个支路的直线移动驱 动杆的伸缩实现任愈位置与姿态的运动，从而使安装 在运动平台上的刀具完成任意空间曲面的加工。该布 局型式的并联机床己申请国家发明专利( 专利申请号; 9 9 1 2 2 3 4 9 . 7 ) 0 退动早合 ，挂.动宜. 电主.与切侧刀几.定甲台 .业早合 1动早 .1 6 - S P S 三维平台机构简圈 图2
15、新v并联机床结构示滋图 3 用度指标分析 ( 1 ) 机床的受力变形分析 由于该并联机床是由许多零部件按不同连结方式 和运动方式组合起来的总体，所以它受力后的变形是 相当复杂的， 其中既有弹性变形. 又有犯性变形、 间陈 和康攘等间月。为了简化计算并考虑并联机床组成特 点， 我们通过分析计算并联机床运动平台参考点在外 * 两北工业大学 2 1 1 工粗资助项目 一- 一T I u一 一 ( 机床与 液压)2 0 0 0 . 增刊 中国力学学会流体控侧工程专业委员会 . 20全国流体动力与机电控创工程及侧造技术学术会议论文集 C r_ 1 A ,zY , A O R 2 A 3u9 3 4 0
16、1 4 习 A SXB 3 A 0 c 1d ,-A , B r A t 8 3-A , 8 ,-A I 9 ,-A , F r , e J ( ( 2 ) 刚度指标分析 并联机器人的局部性能可表征其全域性能u - 3 1 故可用并联机床处于标准位姿时的刚度来评定其杭变 形的能力。并联机床的标准位姿一般也作为初始装配 位姿，其选择是否合理对机床设计精度的提出和制造 成本有着直接影响。 与球铰分组对应， 将 6 个支路分为 三组， 每组两个， 选择各支路为中位时的长度( 通常各 支路设计尺寸相同) ， 并且各组支路轴线与基础立方体 的三个互相垂直的边平行时的位姿为机床标准位姿， 建立固定坐标系。 一 X Y Z ， 原点。 位于基础立方体的几 何中心，三个坐标轴分别与基础立方体的三个互相垂 直的边平行， 则有 一b 0 b ) T - b- b 0 一b ) r 0 ) r( 1 5 少 b 0 ) r =临 力( 切削力) 的作用下产生位里与姿态的变形的大
