數控自動送料機設計

數控自動送料機設計,數控自動送料機設計,數控,自動,送料機,設計 外文翻譯 所在學院： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 合作導師： 2013 年 11 月 3 日 原文1： 第3篇A hybrid 5-axis CNC milling machine 第4節(jié)4. The hybrid concept 譯文1： 混合五軸數控銑床 4.混合動力概念 文中提出的混合動力型五軸數控銑床包含了串行和并行的元素。我們首先列出銑床可能的布局形式和解釋我們選擇的機床剖面結構。 4.1串行/并行軸分布 一個五軸數控銑床至少需要五個執(zhí)行機構。六軸的機床，不管怎樣有六種執(zhí)行機構，讓之必要的第六軸的旋轉刀具的對稱軸線把他靈巧的退化，額外的自由度通常是限制在軟件。因為機器的自制造成本與致動器的數量有關，設計一種混合的五軸機床和五個致動器直接提供了一個潛在優(yōu)勢六軸機床。五軸數控銑床的軸分布是有幾種可能的組合，如表1中所示。 全串行結構和全并行結構類型分別屬于I和VI 。類型II是不切實際的。因此類型III，IV，V是唯一真正的五軸候選分布。此外，我們放棄III型結構的考慮，理由是連續(xù)堆疊三自由度是非常困難的，我們盡量得避免。因此，我們只剩下兩個分布并行和串行軸，IV和V型。 并行結構少于6自由度需要約束元素的限制機制在其他方向。ⅴ型結構由一個一自由度串行結構和一個四自由度并行結構,需要二自由度約束。這種約束結構必須是精心設計的, 因為它們可能會確定的并行結構的整體剛度。一個四自由度并聯結構使用被動約束的立柱被引入[19]。整體剛度的關鍵取決于被動的立柱,是為了抵抗彎曲和扭轉的時刻,被動的立柱必須足夠大來實現所需的結構剛度。另一方面,IV型結構是有吸引力的, 因為與3軸機床的經驗表明，一個串行的二軸向上層疊不可以實現顯著擴大的結構。因此，我們可以限制我們的搜索到IV型結構。 在第IV型結構中,實現三自由度與并行結構和實現二自由度連續(xù),接下來的問題是三平移和兩個旋轉自由度必須分別分配到哪個串行和并行組件機制。一種選擇是把兩個旋轉自由度的串行機制。然而，這將導致在第3.1.2節(jié)中提到的問題：從工程學的角度看，在兩個轉動副層疊的機床中，需要兩個中的其中一個為C-軸，這會導致運動奇點。疊加一個A-軸和B軸到另一個上是非常有困難的，因為每個結構本身就是非常大的。因此，根據我們的分析，我們得出結論，是一個可行的組合的自由度，IV型結構如圖圖7（a）所示。 鑒于我們打算避免更高程度的結構連接，最好的方式來實現兩個平移和一個轉動自由度的并聯機構通過一個平面機構來實現，這也提供了極大的裝配便利如圖8所示。這臺機器布局所減少的形式顯示在圖7(b): 平面機構的三自由度在平面?zhèn)鬟f，和下面的串行機制提供的兩個平面運動。假設這是可以設計的，我們已經取得了配置，避免一個三軸串行堆疊使用并行機制，并對于更容易管理的2軸堆疊使用串行機制。 4.2。配置設計 三自由度平面型并聯機構的運動學已經得到了很好的研究，在運動學文獻中有多篇論文 [20-22]。在所有可能的平面機制類型中,我們只會考慮那些在本文使用三個類似的致動器。換句話說，我們將避免，例如，驅動一個自由度的線性滾珠螺桿和兩個與旋轉致動器。這個決定的原因是模塊化，三個配置仍然廣泛的存在,見圖8。 這三種類型的平面并聯機構如圖8所示，是眾所周知的，并且被稱為RRR，RPR，其中R和P分別代表旋轉和移動關節(jié)和PRR類型?，F在進入一個新的考慮選擇過程。切削力通常可視為具有隨機性特征的干擾。干擾執(zhí)行器上的反射力必須足夠小，以達到良好的跟蹤性能。因為RRR需要一個高的齒輪比，所以他們的機制并不滿足這樣的考慮機床應用。此外,他們放一個大彎矩在撐桿的平面上。我們從考慮的理由進一步消除RPR結構，它有一個伸縮接頭構成限制在3.4節(jié)討論。 圖9顯示了剩余的配置,,即PRR類型并聯機構,在上下文的軸分布在前一節(jié)中討論的。費雷拉指出在此時的PKM，在一個特殊的配置時，當圖1和2接頭與圖9不謀而合。這個機制也可以解決封閉形式的正向運動學 [23]。我們不利用這個功能在我們的機器上，因為這些接頭的組合軸承設計帶來了其他困難會使撐桿之間的碰撞。 原文2： 第4篇 Development of a high-speed CNC cutting machine using linear motors 第1節(jié)1. Introduction 第2節(jié)2. Machine design and construction 2.1. Electrospindle 2.1.1. Tool holding 譯文2： 高速數控切割機采用直線電機的發(fā)展 1.介紹 術語“高速加工”（HSM）已經使用了很多年，來描述在高轉速下的工具小直徑端銑。定義HSM使用的標準不同[1]。除了轉速，如外周的切割速度，材料去除率和進給速率，可以使用不同的標準來定義HSM。此外，[2,3]使用切割刀具和操作的類型，工件材料都可能使速度施加限制。然而，對于傳統的加工過程中，似乎有一個共識，即主軸通常為10,000轉/分鐘至100,0000轉/分鐘的轉速所涉及，[4-6]雖然低至5000轉/分鐘的轉速的允許一定的銑削操作[7]。高轉速通常伴隨較高工作進給率，輪廓加工通常發(fā)生在15-60米/分鐘[1]的范圍。高速加工的優(yōu)點包括增加材料去除率，降低刀具磨損，提高了表面光潔度，機薄壁部件的能力，并有能力加工硬質材料[1,8]。高速機床是昂貴的，因為他們需要的是更嚴格的要求相對于常規(guī)數控機床，需要高于正常規(guī)范數控系統機錯綜復雜的輪廓，這常見于模具及模具型腔在高速行駛時工作。一直使用傳統的方法在建設機床旋轉電機和傳動螺桿實現運動。在這種類型的機器的性能的限制因素是有限的，最大旋轉速度，轉動慣量，飽和，間隙和磁滯等[8]。一種線性電動機，是一個簡單的電磁致動器由兩個剛性部件支持線性軸承。線性馬達提供了顯著的優(yōu)勢,超過傳統驅動系統。速度超過6米/秒，加速度為100 m/s2是常見的，[8]，而速度為11米/秒，并已聲稱已經達到200 m/s2加速度[9]。除了電機塊由于沒有移動部件，可重復性和準確性也得到了改善[8]。此外，簡單的機械裝置和直線驅動技術的成本相對較低，使得它的吸引力作為基礎開發(fā)一個工作臺運動系統，用于高速銑削。 2.機械設計與施工 器的設計機包括下以任務,這是在給定的順序進行: (a)規(guī)格的高速電主軸; (b)計算有效的載荷和規(guī)格的直線電機系統及數控控制; (c)制造機底座; (d)與數控控制的電主軸接口; (e) 提供一個基于PC系統的用戶界面。 2.1電主軸 主軸可涵蓋范圍廣泛的旋轉速度和額定功率。管理主軸速度和壽命的因素是所用軸承的類型和尺寸，使用的潤滑系統，所述電源單元[1]。熱量太大是一個影響主軸的性能的重要的因素[10,11]，所以需要一個冷卻系統。所選擇的主軸是一個Faemat110 CU5.1KW液體冷卻能力之間的速度500轉/分鐘，30000轉/分鐘，由變頻器控制的電主軸。主軸連接到PLC，而這又需要連接到數控系統控制。該系統使主軸轉速和旋轉方向得受20V和0-5V模擬輸入的裝置的控制。主軸的總質量為29公斤，總有效載荷35公斤，包括輔助設備。 2.1.1刀具夾緊 俗稱“ISO錐度”（ISO297，BS1660第4部分，DIN69871）陡峭的錐形筒夾夾頭結合常見的加工中心上使用多年，并一直在提供的尺寸范圍，最常見的錐度尺寸30，40，45和50。所用的錐角是7:24。夾頭和機床主軸錐角制造不同的精確度（ISO1947，BS4500，DIN7178）引起一系列的“AT”號從AT1（高耐受性）AT6（公差下限）指定。標準機床制造AT3或AT4。AT2錐度控制或更好的建議適用于高速加工的應用[12]。ISO錐形卡盤在高轉速下使用時，也有一些缺點。他們有一個大的質量和大小，很容易發(fā)生扭曲離心力。此外，運行在錐形界面的不準確性引起的，可能會引起振動。由于系統采用一個單一的錐形提供位置，會有一些錯誤換刀之間的重復性。