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外文翻译--组合机床的合成及其控制设计 中文版.doc

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外文翻译--组合机床的合成及其控制设计 中文版.doc

外文资料名称IntegrateandControlDesignforConfigurableMachineTools外文资料出处EngineeringResearchCenterforConfigurableMachiningSystemsDepartmentofMechanicalEngineeringandAppliedMechanicsTheUniversityofMichiganAnnArbor,MI481092125{tilbury,kota}umich.edu附件1.外文资料翻译译文2.外文原文指导教师评语签名年月日用外文写组合机床的合成及其控制设计D.M.提博瑞和S.库塔臧倩译摘要在本文中,我们讲述了组合机床的设计程序系统和相关的控制系统。该设计的出发点是实现部分操作的自动化。这些操作可分解为一系列的机器必须执行的功能,这些功能再映射到每个有相关的机械控制模块的模板上。机床一旦被组装好,它的控制模块就被连接在一起了,操作顺序控制模块,用户界面控制模块,以及模式转换逻辑控制设计模块。一体化的机械和控制设计以及重组机床将在本文中详细说明。关键词组合机床、机械设计、模块选择、控制设计。一.引言在当今竞争激烈的市场,制造系统必须迅速响应不断变化的客户需求,减少产品的生命周期。传统的传输线是专为大批量的生产,固定的自动化模式设计的,因此,不能轻易适应变化的产品设计。另一方面,传统的数控系统为基于弹性的广义制造系统可提供的灵活性,但通常是缓慢和昂贵的,因为他们没有任何特别的优化产品或产品系列。美国密歇根大学正努力发展加工系统34的理论和技术,以取代以往每次生成新产品时都要从头建立新系统的做法,使现有的系统可以重组产生新的部分。在本文中,我们描述了如何综合机械和控制设计的战略在机床上的应用,操作快速,轻松。组合机床是为了满足新产品系列的需要而准确提供相关功能而设计的,鉴于一系列操作的执行,它还可以配置适当的组装机模块,其中的每个作用模块在程序上配有一个与它相关的控制模块,当这些机械模块组装好以后,控制模块便连接在一起了,机器就可以开始工作,因此,大规模的操作缓慢的专一控制系统的设计将不再需要。第二部分介绍了如何设计机器的一套基本模块以及模块间的准确连接,第三部分介绍了如何控制程序库中的相似组装模块。文章最后提出了今后的工作情况说明。二.机械设计密歇根大学正在进行制造系统配置方面的演讲,主要问题是关于系列产品的描述和生产中提取时所需的加工工序部分的讲解6。这些操作根据工件的配合公差,执行顺序和期望的系统周期被分组,其目的就是实现每个操作组在一台单独机器上的生产工作。该操作组在这里能够钻出一系列与V6和V8气缸盖上的凸轮塔配合的孔,如图1所示。组合机床输入的设计程序是操作组的加工工序,刀位生产过程能够产生相关数据。组合机床设计过程包括三个主要阶段明确任务,模块的选择和评价11。经过简短的文献回顾,这三个阶段将在本节中概述。1.有关的研究由于重构在加工系统中是一个比较新的概念,即使有的话,已经出版的有关组合机床设计的文学作品也是很少的。但是,组合机床已在市场上好几年了,一些以往发表的有关组合机器人,组合机床和装配的文章的确与重组机床有一定关系。例如,Shinno和Ito14,15,16,17提出过一种机床结构配置的方法,他们把机床结构分解成简单的几何形式,例如箱,缸等。Yan和Chen18,1把这种方法扩展到了加工中心的结构设计中。Ouyang等人9把Ito的这种方法应用到了组合机床系统中,形成了一种机床模块的列举法。Paradis和Khosla12明确了最适合执行的模块化装配配置的特定任务。Chen2找到了一个最佳的配置结构用于处理问题的特定任务,他的步骤是根据组装的关联矩阵,并采用传统算法来解决优化问题。在系统方面,Rogers和Bottaci13论述了重组制造系统的意义,Owen等人10开发了一种用于教育的模块化重组制造系统综合计划。在我们的运作中,运动图和布局结构(即螺旋理论,图论等)是用来捕获组合机床特点的传统方法。这些数学方案常用于综合布局,功能分解,和绘图程序具体细节可以在7找到。aV6汽缸盖bV8汽缸盖图12.任务说明明确一台组合机床设计的任务,需要分析刀具位置数据,以确定完成所期望的运动所必需的一系列功能。分为三个步骤首先,用产生的曲线图来抽象的表示运动,然后,把这些图表分解成功能,最后,这些功能再映射到程序库中的机器模块上。图2机床的基本功能是通过工具和工件间的物理运动来描述的。这些运动功能可由类似变化的模块8来表示,我们期望的机床功能将被编码到模块T上,然后根据操作顺序进行必要的加工运动来完成加工任务。例如,第一运动可被分解为P1处可表示工具在该处的位置和运动方向,用于定位,而F1处则表示进给运动。可以得出,任何两个相邻的位置的运动转换可以可以被分解为其他的运动描述可以类似表示。对于各种类型的加工操作,模板常被作为一个起点,用来确定进行加工任务所需要的不同运动功能。例如,模板铣削和钻井作业表明运动功能所必需的主轴旋转,工具进给和工具定位。通过使用此模板,我们可以把精确的进给和定位信息提供给加工过程,便可以得出确切的必要的运动参数,如工具旋转,X轴方向的直线运动,Y,Z

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