基于曲面類零件的多軸聯(lián)動設(shè)備的可重構(gòu)設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、全球經(jīng)濟一體化引起的市場激烈競爭和產(chǎn)品需求的日益?zhèn)€性化趨勢，致使產(chǎn)品品種多樣性及市場生命周期的不斷縮短，客戶對制造企業(yè)的生產(chǎn)需求、產(chǎn)品品種和產(chǎn)量也變化莫測。如何在當前環(huán)境下使現(xiàn)如今存在的制造系統(tǒng)能夠快速、經(jīng)濟地響應(yīng)生產(chǎn)需求的變化是當今制造業(yè)面臨的一個巨大困難和挑戰(zhàn)?？芍貥?gòu)制造系統(tǒng)能夠具備以上優(yōu)點，它通過配置合適功能的機床，對給定范圍的生產(chǎn)需求提供定制化柔性，當需求發(fā)生變化時，在最大限度的利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)之上，通過對制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置及組

2、成單元的快速重組或更新，經(jīng)濟合理地轉(zhuǎn)換成新的制造系統(tǒng)，來定制化地響應(yīng)新需求。
　　 通過對目前機床設(shè)備生產(chǎn)過程中所存在問題的分析，構(gòu)建了可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備設(shè)計的集成框架，從設(shè)備層層面詳細闡述了多軸聯(lián)動設(shè)備設(shè)計過程中涉及的使能技術(shù)，并每個層面的應(yīng)用層使能技術(shù)進行了研究。
　　 基于位置公差和κ-平均算法對多軸聯(lián)動設(shè)備的加工對象曲面類零件進行工序劃分，使可在同一設(shè)備上完成的工序分配在同一工序組合內(nèi)，通過對各工序組合的合并和排

3、序，得到了工序族的優(yōu)化組合方案。以所得優(yōu)化工序組合方案為基礎(chǔ)，通過對各工序組合進行加工運動分析，獲得了可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備所需具備的基本功能。利用模塊化設(shè)計方法，將可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備劃分為床身、立柱、工作臺、主軸和防護模塊，進而對各子模塊進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過各模塊的組合生成可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備的配置圖，利用Solidworks構(gòu)建了設(shè)備的三維模型。
　　 通過研究典型曲面類零件（風罩）的工序劃分和識別，對多軸聯(lián)動設(shè)備的基本功能進

4、行運動學(xué)建模，從而確定可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備的基本功能和基本結(jié)構(gòu)類型。對特定類型的五軸聯(lián)動機床進行模塊劃分，建立基本模塊庫，通過選擇模塊庫中相應(yīng)模塊建立了幾種可選擇的多軸聯(lián)動設(shè)備結(jié)構(gòu)配置，根據(jù)給定的工序族和建立的多軸聯(lián)動設(shè)備的模塊庫對可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備進行機械結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計，最終完成了基于曲面類零件工序族的可重構(gòu)多軸聯(lián)動設(shè)備的建立。在進行多軸聯(lián)動設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，用到了靜、動態(tài)分析，在進行動態(tài)分析時充分考慮了結(jié)合面的問題，建立了滾動直線導(dǎo)軌