虚拟轴加工中心是新一代的加工机械,是国际上新兴的先进制造技术,已被誉为二十一世纪的新型加工中心.它是以六杆平行机构为核心机构的机床,主要由四个部分构成:(1)一个轻型的基础平台(或称固定平台);(2)一组轴向可调的伸缩杆,两端用十字叉铰链和球铰分别安装于基础平台和移动平台上;(3)移动平台(或刀具平台)和动力头;(4)伺服电机及同步控制的计算机控制系统,包括驱动杆收缩及控制杆长输入、主轴速度和冷却剂流速等.它不同于传统和现有的多轴加工中心以正交轴的运动和转动部件的旋转来实现刀具自由度,而是造6杆的长度线性变形使移动平台产生移动和转动实现加工自由度.该文对虚拟轴加工中心的核心机构--六杆并联机构进行了细致的理论分析和探讨.该文简述了六杆机构的几何及性能特点,并根据其机构特点及加工中心的应用特性,运动矩阵,螺旋矢量代数及机构学原理对六杆机构加工中心进行了深入的理论分析和全面系统的数学推导.该文首先在机构固定平台几何中心建立固定坐标系(可认为世界坐标)然后建立了移动平台动坐标系以及各铰链的坐标系,并给出了各坐标系之间的变换关系,分析了机构的位置,速度逆向解,同时在位置逆向解分析中,通过引进系数函数给出了各铰链的位置失量的一般表达式.该文采用位移传感器方式求得显式表达的精确闭式顺向位置解.文中所采用的3个对称布置的位移传感器,在布置方式上充分考虑了加工中心的应用特点而极大地避免了他们对工作空间的影响.利用虚功原理和螺旋矢量的理论方法求解速度顺向解.该文的机构刚度分析具有切实意义,利用了机构分析的螺旋矢量方法建立了六杆机构综合刚度数学模型和刚度距阵,并编制了相应的Matlab计算机程序,所求得的几种参数变化条件下的刚度数值结果,更加直观地表现了载荷条件下机构的弹性引起的变形情况.