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ModelAngelo系统：减式快速成型五轴机器手.docx
【机械类毕业论文中英文对照文献翻译】ModelAngelo系统：减式快速成型五轴机器手
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机械类毕业论文中英文对照文献翻译
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附录A：外文翻译ModelAngelo系统：减式快速成型五轴机器手摘要：一个基于PC，以计算机辅助技术为驱动，5个轴减式技术快速成型机器人系统被提出。它被称为Angelo模型机系统，集成并包括六种硬件和软件子系统。系统实际上利用虚拟3DCAD模型生产一套命令程序，用于控制5轴机器人来移动切削刀具，在其表面产生加热的电线，进而让工件块(聚苯乙烯泡沫或者蜡)形成复杂的形状。用户提供一个用于被雕刻物体的3DCAD模型。ModelAngelo软件系统预先按照步增台阶面产生分层的轮廓薄片数据，此数据文件包含相应切削刀具半径角，模型造型的升高和旋转件的工作位置。然后ModelAngelo接口系统连续读取命令提供给计算机并行端口。从而，ModelAngelo执行系统执行命令并且把反馈信号送到处理器。然后通过ModelAngelo加工子系统设置好刀具类型，并选择好工件的不同切削位置，然后把工件和刀具放入，ModelAngelo刀具子系统加热后开始工作。关键词：ModelAngelo系统，机器人，CNC，快速成型，3DCAD，聚苯乙烯1. 介绍快速成型技术(RP)是一个简称，是指用计算机辅助设计模型来直接建立物理模型的多技术集成应用1-4。成型方法正如作为他们的名字和他们携带的技术一样所变化的。一些更多传统的快速成型方法是基于简化通过在碾压的对象制造时在诸如的若干层上堆积与结合页材料，或者通过诸如的技术(大部分一次建立一个稀薄的层)的5-6通过把模型切成薄片和然后进行雕刻3D对象成为稀薄的片段的过程：通过运用蜡或者其它聚合物的3D打印79多喷气式头;通过选择性的液态的树脂建立起这些稀薄的层10；或者通过在烧结(SLS)11的选择性的激光中熔化的方法来实现。通过机器加工单个副本原型的思路也可以通过使用多轴数控机床的工作所显示的。12wangetal。13，和Schmitzetal。14来命名。数控机床的加工的原型通过与尽可能完善的切削工人位置计划利用高速进给机器来完成，可以快速生产单个工件(通常由金属制成)。与此类似，要建造原型的DOF机器人(用传统快速原型方法和比数控机床更灵活)已经吸引很多机器人研究人员到快速原型的领域。Tengleder和Vergeest15,16将早为这目的来进行机器人的研究。此外，Chen等为雕刻面切实现一个机器人系统17,18并且过后发展为对由聚合物做成的雕刻品原型使用基于层的机器加工的一种技术19此外，Coole等为卫生的器皿工业在机器加工过程中使用机器人系统的大规模原型(聚酯)作出了一些研究20。在这篇文章里，快速原型的系统被称为基于一件3D工件由五自由度成型机加工。由于它的灵活性由一个5个轴的机构来驱动，实体切片轮廓生成的有效率的开发软件，以及有利用一项富创新精新技术的一个多用途的末端，五自由度成型机能雕刻用户视线可以到达的全部几何学特征。大多数传统快速原型技术由切片提供3D模型转化到2D层，五自由度成型机只在它的软件上完成这种“切片”技术，以便雕刻物体外面的外形，通过一次跟踪，一个层被完成。物理雕刻是要求机器加工在一车床结合的那个需要雕刻的地方。五自由度成型机在雕刻聚苯乙烯(PS)泡沫块或者让他们清除切割的蜡。例如：聚苯乙烯，是一种比较便宜而且便于雕刻的材料，并且有一种适合熔化的温度(Tm=240)。当这提出工作时基于形成细胞的聚苯乙烯泡沫和蜡(当前的最大限度总体尺度0.20*0.20*0.20m3),与传统的快速成型方法相比，五自由度成型机(作为产生机器人的一个概念模型)有几种优势。1.表面质量：虽然大多数以层为基础的快速成型系统产是给人以复杂的感觉，但是表面质量的问题，因为表面出现了阶梯状的纹路。这使部分的表面质量成为层的厚度的一种直接的现象。但是，通过减少层厚度改进表面质量的方法将成为层的厚度的一种直接的现象。但是，通过减少层厚度改进表面质量的方法将在一种一对一的比率中实际上自然地减缓过程。通过每一层的实际的边界包括通过泰勒等的工作的轮廓矫正这个问题与实际的期望的部分几何学匹配。21同时，Walczyk等。22,23同时，并非不同于被一台车床。此外，五自由度成型机靠另一个工具消除所有剩余的阶梯纹路的步骤，对于以前的那些垂直的纹路的改进有了提高。2.速度：自从五自由度成型机使用一种去材料的方法，导致的生产速度是不仅快于加材料的方法(例如SLA)，而且比其它切割（例如LOM）边界轮廓技术也更快速。因为没有涉及建造的这个过程更多导致连续的层的记录和堆积。削减在0.25-0.5m/s之间的速度被取得快速的削减速度成为可能，但是将更多的硬件结构避免工件的振动。3.灵活性：就加工过程中的灵活性而言，这机器人带来基于聚合物快速原型，给那些雕刻加工增加灵活性，加工过程中不是一层一层进行，而是作为一个整体来做。而且，取决于雕刻的模型，旋转轴可能改变加工速度，提高表面质量和容易雕刻程度。举个例子，如圆锥。雕刻一个圆锥旋转任何轴都是可能的，但是选择圆锥的对称轴为旋转轴是最为方便的。4.通过几种加热的方法增加优势:极低切削力：因为切割在在Tm之上的温度内发生，导致切削力是向下的，让他们不会在高切割的时候产生任何偏差。低的安装：把切削力小考虑进去是为了机器人的组成部分没有许多对在机器表面的质量上使用低刚度组成部分的结果。安装费用：结合上述优势，一次安装就可以实现。这篇文章的第一部分提出五自由度成型机的总的机械结构和系统体系结构。这随后有一个6个五自由度成型机子系统的详细的讨论。2.五自由度成型机：系统描述五自由度成型机系统特性作为包括六个综合的子系统的一种模块的设计在第1图中概要地描述。每一子系统是当它执行一种不同的功能时，独立地操作的一种模块。图1.五自由度成型机子系统模块设计示意图图2.五自由度成型机的机械结构模型图3.显示轴和主要组成部分（俯视图）对于金属机床他们的功能的他们的类似这五轴的描述是如下:r轴(用车床表达式对X轴类似)沿着工件的半径方向运动。z轴(用车床表达式对Z轴类似)沿着工件长轴方向运动。(a)轴(对一台车床上的C旋转的轴类似)用来旋转工作。但是与一个传统的车床的C轴不同，旋转的一个轴被完全在五自由度成型机里控制。Theta()轴是障碍避免轴。这个角的运动轴为一个独特的(工件信息)运动末端作准备，使它能够旋转，关于轴调整时，这通过模型的主轴线。这种设计基于由康韦尔等介绍的一个制24.伽马()轴是考虑到倾斜工作(一次90的旋转)的第5个轴。利用这特征工具信息能进行加工全部工件的面。允许五自由度成型机用几乎任何角度旋转物体方面的一个主要的优势。总结上面介绍的是五自由度成型机，一种新型的基于PC的，
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