摘要：并联机床被誉为“机床结构的重大革命”和“21 世纪的机床”。并联机床机构简单 而数学复杂，因此对其进行三维建模和仿真分析是十分必要的。本文介绍了运用 UG 完成并 联机床的结构设计、建模及运动仿真。首先运用 UG 的 Modeling 模块和装配模块完成各组成 部件的三维建模和整体装配，然后用 UG 的 Motion 模块进行机构的运动仿真分析，不仅能够 清晰直观的认识并联机床的工作原理和运动状态，而且有利于提高产品质量和性能，缩短开 发周期。
关键词：并联机床；机构设计；运动仿真；UG
0 引言 并联机床(又称虚拟轴机床）是基于空间并联机构 Stewart 平台构型开发的，它是并联 机器人机构与机床结合的结果，是空间机构学、机械制造、数控技术、计算机软硬技术和 CAD/CAM 技术高度结合的高科技产品，被誉为“机床结构的重大革命”和“21 世纪的机床”。 并联机床机构简单而数学复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此它是一种 知识密集型机构。由于这种机床具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度以及重量轻、机 械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点，在许多领域都得到了成功的应用，因此受 到学术界的广泛关注。 UG（Unigraphics）是集计算机辅助设计、制造、辅助工程产品数据管理等方面于一体 的三维参数化软件。近几年来，UG 以其迅猛的速度发展，用户遍布各行各业，已成为中国 航空航天、汽车、机械、家用电器等部门的首选软件。在 UG 运动模块（Motion）中，为了 保证设计的准确性，对机械结构进行运动仿真和运动分析，通过机械结构在仿真运动过程中 的运动方式和轨迹可判断运动结果是否与设计相一致。机械零件在运动过程中的速度、加速 度、位移、作用力和力矩等都可以在 UG 运动模块中分析。通过运动仿真可以对机械结构进 行静力学分析和机械结构运动学/动力学分析，机械结构的运动过程可以生成图片、动画和 电影文件。
1 并联机床三维建模 UG 的建模（Modeling）模块为三维建模提供了极强的造型功能，通常使用实体建模 （Solid Modeling ）和特征建模（Features Modeling）两个功能。实体建模基于约束的特征 建模和显式几何建模，集成特征环境内的传统实体，曲线和框线建模的功能，使用户能够方 便地建立二维和三维线框模型，扫描和旋转实体，布尔运算及进行参数化编辑。特征建模基 于尺寸和位置的尺寸驱动参数化地定义特征，包括几种变形的孔、键槽、型腔、凸垫、凸台 及全集的园柱、块、锥、球、管道、杆、倒圆、倒角等等。 装配模块是 UG 中集成的一个应用模块，它帮助部件装配的建构、在装配中对各个部件 的建模以及装配图纸的零件明细表的生成。UG 软件是模拟真实产品装配过程，因此属于虚 拟装配方式。
作者：文怀兴，黄正祥