内容简介：: 0 本科生毕业设计 (论文)外文翻译原文标题Design and Application of Flexible Fixture译文标题柔性夹具的设计与应用作者所在系别机电工程学院作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113作者姓名郭宏达作者学号20134011307指导教师姓名丁红军指导教师职称讲师完成时间2017年3月3北华航天工业学院教务处制共 5 页第 0 页译文标题译文标题柔性夹具的设计与应用原文标题原文标题Design and Application of Flexible Fixture作作者者Hui Li;译译名名李辉国国籍籍中国原文出处原文出处中国知网译文：译文：摘要：柔性夹具是因为它能适应工件的形状和大小的变化，在许多领域的应用，如飞机的整体结构、零部件制造、表面和空气的零件制造、飞机装配。由于柔性夹具的使用，大大降低了制造成本，提高生产效率。在本文中，柔性夹紧平台设计的研究和应用表明，例。通过比较模拟结果，发现柔性夹具的后续支持具有较高的精度。关键词：柔性夹具，多轴控制，1.1.简介简介柔性夹具是数控机床或加工中心用于夹紧工件的不同。柔性夹具分为两类：一是传统的柔性夹具，和其他与创新原理和结构的现代柔性夹具。传统的柔性夹具分为可调夹具和组合夹具，和现代柔性夹具主要包括：相变材料的夹具，夹具和夹具模块化程序控制的自适应。因为低的灵活性，传统的柔性夹具不能满足高要求的现代制造业。现代柔性夹具系统以其灵活性高、扩展和重构的特点，精度高，已逐渐成为主流。例如，美国、西班牙等国家率先采用模块化程序控制夹具。柔性夹具系统和多了。在1991年，Horst Witte Geratebau 在德国开发了化学模块系统。在1994至2001，可公司研发的柔性夹具系统基于 POGOunit，提供一个灵活、敏捷的解决方案已被施加一些航空制造企业。1997，诺斯洛普公司在美国制造的龙门机床夹具可重构系统。2004，M. Torres 在西班牙开发了柔性工装系统称为老爹便和龙门铣床命名老爹的笑容，这都是在生产中的广泛应用。飞机的零件制造工艺复杂、类型。虽然对飞机制造的大尺度结构的广泛应用，仍然有大量的中小型零件。传统的模具由于其复杂性和独特性，已不能应用于中小型结构。可重构模块化柔性夹具，可以解决这些问题。本文的主要目的是设计一个由组合夹具单元组成的柔性夹具平台。2.2.柔性夹具的组成柔性夹具的组成提高柔性，柔性夹具平台采用模块化的设计方法，提供一系列的工具模块，可根据加工工件的特点，重构。图1显示的柔性夹具平台，主要模块包括：定位模块、自适应定位模块，共 5 页第 1 页旋转夹紧气缸模块、自适应抽油模块，后续支持模块和辅助模块。定位模块和自适应定位模块通过螺栓调整位置高度实现定位和功能安装在辅助模块。旋转夹紧缸模块也安装在辅助模块通过螺栓来适应不同的夹持高度。自适应吸盘或后续支持模块安装在柔性支撑柱吸附或支持工件。3.3.柔性夹具控制系统设计柔性夹具控制系统设计柔性夹具系统的灵活性主要体现在重构和系统适应性强，尽可能地提高工装控制系统可扩展性。刀具运动控制系统设计的关键是尽可能地提高系统的可扩展性、稳定性和可靠性的工装、控制系统。有三种方式实现多轴运动控制。1。伺服运动控制是基于数控系统；2。伺服运动控制是基于 PC 机和运动控制卡；3、伺服运动控制是基于 PLC 的脉冲产生 c 伺服系统主要用于数控机床，具有控制精度高、可实现多轴同步联动，以及加速和减速功能 F。PC 运动控制卡的程序的成本低于它的数控伺服控制。用户应插入PC 板的运动控制卡为 PCI 插槽，然后调用由文特尔提供的库函数的运动控制功能。方法应用广泛，但轴的数量是有限的，一般不超过8 axes.plc 脉冲产生模块的控制，可以收集更多的点，具有良好的稳定性。但脉冲产生模块的数量可以配备每个 PLC 的限制。为了控制更多的轴，方法是增加 PLC。所以多轴控制系统，成本较高。柔性夹具是因为它能适应工件的形状和大小的变化，在许多领域的应用，如飞机的整体结构、零部件制造、表面和空气的零件制造、飞机装配。由于柔性夹具的使用，大大降低了制造成本，提高生产效率。在本文中，柔性夹紧平台设计的研究和应用表明，例。通过比较模拟结果，发现柔性夹具的后续支持具有较高的精度。考虑到灵活性和柔性夹具的可扩展性，显然，传统的非总线控制方式在控制系统的要求，因此适合采用 guc-t 多轴运动控制方案。虽然硬件能够实现对位移的扩展，软件不能添加支持模块时，该软件不能适应改造后的系统，需要结束写。去除支撑模块后，系统会报警，影响其他模块的运行。该系统是分布式架构，和控制器的控制点和轴线控制命令。同时，该计划要求的轴驱动模块和 I/O 模块支持总线模块，这无疑会增加系统的成本该控制方案在某些方面有所改进，总线节点控制层添加到电机驱动器使轴回到零或加速和减速。控制节点层接收和解码的控制命令执行相应的操作电脑。PC 坐标轴的位置关系而不是控制轴的特定动作协调通信系统的功能。此外，放弃高层次的总线协议在上述程序。CAN 总线控制而不是可以开放协议适用于该程序，因为可以 openp 协议过于复杂，要在程序中使用。根据本共 5 页第 2 页系统的特点，开发了一系列的协议实现节点使总线负载互连达到最低值。由于节点控制层的增加，降低了 PC 控制的实时性，使得 PC 机作为上位机。另一方面，主机发送和接收软件通过以太网通信较 CNC 系统，另一方面，它作为网络协调节点行为的主要作用。改进后的控制系统的结构如图3所示。 OPC 服务器和客户端在数控机床的 PCU 运行，而 PC 机控制软件在 PC 机上轴位置坐标的运行和切换命令的形成轨迹规划模块封装成可以通过驱动模块的数据格式。他们将被发送到 PC 的 USB 端口，然后转化到 CAN 数据帧。CAN节点接收并解析 CAN 数据帧驱动模块来实现相应的功能。4.4.柔性夹具应用实例柔性夹具应用实例框架结构作为一个整体，如图4所示，是中性的脸。传统的工具是很难支持对方在支持一方的工件，当它被切割，和柔性夹具重构模具的加工工件的快速。型薄壁框架结构，柔性夹具平台将被重构为下图所示。长度和工件的宽度约为760670mm。工件的材料7050-t7351铝合金预拉伸板。工件支撑和固定的支撑柱四真空吸盘。在处理区分开，中间支撑柱的末端执行器的后续支持如下的轨迹球工具增加局部刚度和减小加工变形。在图5中，后续支持球应该是在理想状态下的工具，但实际上它是由于的采集控制部分的迟滞现象的工具背后的位置。因为实际的滞后时间小于，如果进给量为600mmmin，后续支撑点就落后的工具小于10mm。在这种情况下，有限元模拟可以计算出工件的夹具工件被压缩的壳和壳吸附安装球里面，所以工件夹紧点简化为固定约束的有限元模型。的尼龙球的下部是假设为固定约束。在图6中，当后续支撑点后面10mm 左右的工具，最大变形发生在刀具的前。在这种情况下，最大的不超过0.014mm 符合要求的加工公差范围。由于工件的特点，中间部分的刚度较高。没有后续的支持，加工区域的最大变形量小于0.11mm（图7），也符合要求。因此，后续支持在加工区不重要。在图8中，当研磨工件边缘不支持，在加工点处的变形将2.5mm，不满足加工精度要求。在边框固定的支撑柱，当距离加工点和支撑柱力达60mm 之间，变形是0.32mm，不满足加工精度要求（图9）。因此，添加动态支持由于工件边缘的刚度，后续支持而不是单一的固定点支持满足要求。而假设加工进给速度为600mmmin 和后续的支撑点，将在工具小于10mm，工件在切削点的变形量小于0.03mm，充分满足为支持和工件系统的改进，六阶固有频率的有限元分析如表1和图12所示的分析。共 5 页第 3 页当主轴转速为10000r/min，铣削工具3螺旋圆柱铣刀的铣削力的时期，为500。工件的变形显示为图13. 工件的最大变形量为远离加工区，0.28mm。加工点附近的最大变形量小于0.03mm，满足加工要求。铣削力频率对工件变形的影响如图14所示。在低频区，工件变形与铣削力的频率增加。当频率330hz，变形达到最大值和工件产生共鸣与支持系统。当频率为400Hz，变形达到最小值。然后在640hz 频率达到最大值后减小。因此，当选择铣削速度，避免工件的固有频率和支持系统，防止共振。5.5.结论结论柔性夹具模块具有高弹性的特点，高度的灵活性和可扩展性强，符合要求，在加工特殊工件。操作简单方便，大大提高了工作效率。但它只能用于组合以西门子840D 数控系统。它未能实现跨操作系统平台，这是未来研究的重点。的设计思想，模块化柔性夹具控制系统及系统重构提供参考现代夹具设计。目前，一些柔性支承柱模块集成了位移传感器和力传感器，反馈回来的变形和力过程控制器来实现加工过程中的变形控制。控制方案的兼容性的扩张也是未来研

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