外文資料名稱:IntegrateandControlDesignforConfigurableMachineTools外文資料出處:EngineeringResearchCenterforConfigurableMachiningSystemsDepartmentofMechanicalEngin-eeringandAppliedMechanicsTheUniversityofMichiganAnnArbor,MI48109-2125tilbury,附件:1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導教師評語：簽名：年月日(用外文寫)組合機床的合成及其控制設計D.M.提博瑞和S.庫塔臧倩譯摘要:在本文中，我們講述了組合機床的設計程序系統(tǒng)和相關(guān)的控制系統(tǒng)。該設計的出發(fā)點是實現(xiàn)部分操作的自動化。這些操作可分解為一系列的機器必須執(zhí)行的功能，這些功能再映射到每個有相關(guān)的機械控制模塊的模板上。機床一旦被組裝好，它的控制模塊就被連接在一起了，操作順序控制模塊，用戶界面控制模塊，以及模式轉(zhuǎn)換邏輯控制設計模塊。一體化的機械和控制設計以及重組機床將在本文中詳細說明。關(guān)鍵詞:組合機床、機械設計、模塊選擇、控制設計。一引言在當今競爭激烈的市場，制造系統(tǒng)必須迅速響應不斷變化的客戶需求，減少產(chǎn)品的生命周期。傳統(tǒng)的傳輸線是專為大批量的生產(chǎn)，固定的自動化模式設計的，因此，不能輕易適應變化的產(chǎn)品設計。另一方面，傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)為基于“彈性”的廣義制造系統(tǒng)可提供的靈活性，但通常是緩慢和昂貴的，因為他們沒有任何特別的優(yōu)化產(chǎn)品或產(chǎn)品系列。美國密歇根大學正努力發(fā)展加工系統(tǒng)34的理論和技術(shù)，以取代以往每次生成新產(chǎn)品時都要從頭建立新系統(tǒng)的做法，使現(xiàn)有的系統(tǒng)可以重組產(chǎn)生新的部分。在本文中，我們描述了如何綜合機械和控制設計的戰(zhàn)略在機床上的應用，操作快速，輕松。組合機床是為了滿足新產(chǎn)品系列的需要而準確提供相關(guān)功能而設計的，鑒于一系列操作的執(zhí)行，它還可以配置適當?shù)慕M裝機模塊，其中的每個作用模塊在程序上配有一個與它相關(guān)的控制模塊，當這些機械模塊組裝好以后，控制模塊便連接在一起了，機器就可以開始工作，因此，大規(guī)模的操作緩慢的專一控制系統(tǒng)的設計將不再需要。第二部分介紹了如何設計機器的一套基本模塊以及模塊間的準確連接，第三部分介紹了如何控制程序庫中的相似組裝模塊。文章最后提出了今后的工作情況說明。二機械設計密歇根大學正在進行制造系統(tǒng)配置方面的演講，主要問題是關(guān)于系列產(chǎn)品的描述和生產(chǎn)中提取時所需的加工工序部分的講解6。這些操作根據(jù)工件的配合公差，執(zhí)行順序和期望的系統(tǒng)周期被分組，其目的就是實現(xiàn)每個操作“組”在一臺單獨機器上的生產(chǎn)工作。該操作組在這里能夠鉆出一系列與V6和V8氣缸蓋上的凸輪塔配合的孔，如圖1所示。組合機床輸入的設計程序是操作組的加工工序，刀位生產(chǎn)過程能夠產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù)。組合機床設計過程包括三個主要階段：明確任務，模塊的選擇和評價11。經(jīng)過簡短的文獻回顧，這三個階段將在本節(jié)中概述。1.有關(guān)的研究由于重構(gòu)在加工系統(tǒng)中是一個比較新的概念，即使有的話，已經(jīng)出版的有關(guān)組合機床設計的文學作品也是很少的。但是，組合機床已在市場上好幾年了，一些以往發(fā)表的有關(guān)組合機器人，組合機床和裝配的文章的確與重組機床有一定關(guān)系。例如，Shinno和Ito14，15，16，17提出過一種機床結(jié)構(gòu)配置的方法，他們把機床結(jié)構(gòu)分解成簡單的幾何形式，例如：箱，缸等。Yan和Chen18,1把這種方法擴展到了加工中心的結(jié)構(gòu)設計中。Ouyang等人9把Ito的這種方法應用到了組合機床系統(tǒng)中，形成了一種機床模塊的列舉法。Paradis和Khosla12明確了最適合執(zhí)行的模塊化裝配配置的特定任務。Chen2找到了一個最佳的配置結(jié)構(gòu)用于處理問題的特定任務，他的步驟是根據(jù)組裝的關(guān)聯(lián)矩陣，并采用傳統(tǒng)算法來解決優(yōu)化問題。在系統(tǒng)方面，Rogers和Bottaci13論述了重組制造系統(tǒng)的意義，Owen等人10開發(fā)了一種用于教育的模塊化重組制造系統(tǒng)綜合計劃。在我們的運作中，運動圖和布局結(jié)構(gòu)（即螺旋理論，圖論等）是用來捕獲組合機床特點的傳統(tǒng)方法。這些數(shù)學方案常用于綜合布局，功能分解，和繪圖程序；具體細節(jié)可以在7找到。(a)V6汽缸蓋(b)V8汽缸蓋圖12.任務說明明確一臺組合機床設計的任務，需要分析刀具位置數(shù)據(jù)，以確定完成所期望的運動所必需的一系列功能。分為三個步驟：首先，用產(chǎn)生的曲線圖來抽象的表示運動，然后，把這些圖表分解成功能，最后，這些功能再映射到程序庫中的機器模塊上。圖2機床的基本功能是通過工具和工件間的物理運動來描述的。這些運動功能可由類似變化的模塊8來表示，我們期望的機床功能將被編碼到模塊T上，然后根據(jù)操作順序進行必要的加工運動來完成加工任務。例如，第一運動可被分解為：P1處可表示工具在該處的位置和運動方向，用于定位，而F1處則表示進給運動。可以得出，任何兩個相鄰的位置的運動轉(zhuǎn)換可以可以被分解為：其他的運動描述可以類似表示。對于各種類型的加工操作，模板常被作為一個起點，用來確定進行加工任務所需要的