雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計【含CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】

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畢業(yè)設(shè)計 開題論證報告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0510110118 指導(dǎo)教師 朱 效 波 完成日期 2009年3月24日 課題名稱：雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計 一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 課題來源于鹽城寶利來精密機械制造有限公司。 對雙孔支架鏜鉸組合機床總體設(shè)計：制定工藝方案，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方案；三圖一卡設(shè)計。 對雙孔支架零件鏜鉸孔加工組合機床夾具設(shè)計：確定定位夾緊方案，設(shè)計定位元件，夾緊裝置。要求保證孔的尺寸精度和孔的粗糙度要求，設(shè)計一副兩件雙面加工鏜鉸夾具，要求定位合理，裝夾可靠、方便。 據(jù)有關(guān)資料介紹，日本2001年專用機床產(chǎn)值占機床產(chǎn)值的比達到8.8%；我國臺灣省這一數(shù)字達到6.9%;而我國僅為0.67%。所以，在當前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整中，發(fā)展專用機床是行業(yè)發(fā)展中的一個值得注意的問題。 組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。 二、本課題擬解決的問題 雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計，需要解決的問題主要有：限制零件的自由度,確保定位可靠，保證零件的定位精度；設(shè)計動力驅(qū)動系統(tǒng)的夾緊機構(gòu)，確定構(gòu)件的結(jié)構(gòu)合理裝卸方便，能有效地提高生產(chǎn)效率。并對夾緊裝置進行剛度校核等。 3、 解決方案及預(yù)期效果 預(yù)期效果: 1、能滿足加工要求，保證加工精度； 2、機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單； 3、裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 4、盡量使用通用件，以便降低制造成本； 四、課題進度安排 3月1日～3月14日．畢業(yè)實習階段。 畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習報告。 3月15日～3月31日．開題階段。 提出總體設(shè)計方案及草圖，填寫開題報告。 4月1日～5月14日． 設(shè)計初稿階段。 完成總體設(shè)計圖、部件圖、零件圖。 5月15日～5月31日． 中期工作階段。 完善設(shè)計圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，中期檢查。 6月1日～6月4日．畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯。 6月5日～6月12日．畢業(yè)設(shè)計整改。 圖紙修改、設(shè)計說明書修改、定稿，材料復(fù)查。 6月13日～6月15日．畢業(yè)設(shè)計材料評閱。 6月16日～6月18日．畢業(yè)答辯。 6月19日～6月21日．材料整理裝袋。 五、指導(dǎo)教師意見 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　 年　 月　　日 六、專業(yè)系意見 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 七、學院意見 　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　 年　 月　　日 2 被加工零件 圖號 ST01-0002 毛坯種類 焊接件 名稱 雙孔支架 毛坯重量 材料 Q235 硬度 HB156 工序名稱 鏜孔及鉸孔 工序號 序號 工步 名稱 零件數(shù) 加工直徑 (mm) 加工長度 (mm) 工作行程 (mm) 切削速度 (mm) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 進給量 工時 (mm/r) (mm/min) 機動時間 輔助時間 總計 1 裝卸工件 2 1.5 1.5 2 右動力部件 滑臺快進250 6000 0.042 0.042 右多軸箱工進鏜孔19.8 φ19.8 50 65 99.5 1600 0.24 360 0.181 0.181 鏜孔33.7 φ33.4 50 65 101.6 960 0.39 360 刮端面 0.010 0.010 滑臺快退315 6000 0.053 0.053 3 左動力部件 滑臺快進250 6000 0.042 0.042 左多軸箱工進鉸孔20 φ20 85 7.9 125 0.24 30 2.833 2.833 鉸孔34 φ34 50 85 8.5 80 0.39 30 锪端面 0.125 0.125 滑臺快退325 6000 0.054 0.054 裝卸工件時間取決于操作者的熟練程度。本機床計算時按照裝卸一次為1.5min計算。 單件總工時 2.471min 機床實際生產(chǎn)率 24.282件/時 機床理想生產(chǎn)率 19.074件/時 負荷率 78.44% 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 雙孔支架鏜鉸組合機床 總體及夾具設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0510110118 指導(dǎo)教師 朱 效 波 完成日期 2009年6月6日 鹽城工學院畢業(yè)設(shè)計說明書 2009 雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計 摘要：隨著生產(chǎn)的發(fā)展和專業(yè)化程度的提高，很多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大，精度也越來越高。首先，加工時，同時參加工作的刀具少，限制了機床生產(chǎn)率的提高；其次，在加工多孔的工件時，需要對工件進行多次的定位和夾緊，使零件的加工精度和生產(chǎn)率降低；第三，因為在一臺機床上總是加工一種工件，使通用機床的部件和機構(gòu)造成冗余。因此，為了提高生產(chǎn)效率，滿足加工要求，本課題設(shè)計了用于加工雙筋蹄零件的鏜鉸組合機床之鏜削主軸箱。根據(jù)被加工零件確定加工孔的數(shù)量、位置、切削用量及主軸類型，擬訂了主軸箱的傳動方式，應(yīng)用最優(yōu)化方法傳遞功率，削減振動，確定傳動參數(shù)，設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，進行如軸、軸承等相關(guān)零件的強度校核計算。通過以上設(shè)計，實現(xiàn)了兩個雙筋蹄零件一次加工完成，較好地達到了設(shè)計要求。 關(guān)鍵詞：組合機床；鏜床；夾具 The design of the modular machine tool for double rebar and feet parts boring and drilling Abstract: With the development of industry and improvement of the specialization, the products output of enterprise, is growing, the precision is increased precise high. First, fewer tool in the work at the same time that limiting machine tool productivity; Secondly, it is needed to clamp and position many times in processing that reduce the accuracy and productivity; Third, parts and body of lead to machine tool will lead to redundant if process only one work in some machine tool. Therefore, to improve the machining efficiency and satisfy the processing requirements, the boring headstocks are designed which are used for the unit machine tool, which is used to roughly bore the holes of the double rebar and feet parts. Based on the processed accessory, the number, the position and the machining data of the holes and the form of the principal axis are determined; The driving way of the headstocks are drawn, the power is transmits by the methods of optimization, the driving parameter are determined, the structure of the principal axis are designed and the strength of the parts, such as the strength and the bears, are checked. Trough the design, the four holes of two parts can be finished at one time, and can fulfill the design requirements better. Key words: unit machine tool; boring machine tool; headstock 機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）選題申報表 指導(dǎo)教師 朱效波 職稱 副高 所在專業(yè)（系） 數(shù)字化制造 課 題 名 稱 雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計 課?? 題?? 來?? 源 課?? 題?? 性 質(zhì) 題目類別 科研 課題 生產(chǎn) 實際 課程或?qū)嶒炇医ㄔO(shè) 其它 技術(shù) 研究 工程 設(shè)計 軟件 開發(fā) 理論 研究 其它 畢業(yè) 設(shè)計 畢業(yè) 論文 √ √ √ 適用專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 選題理由 專用機床設(shè)計是結(jié)合生產(chǎn)實踐選擇的課題，符合專業(yè)培養(yǎng)目標的要求，有利于鞏固，深化和拓展學生所學專業(yè)知識和技能。能夠達到培養(yǎng)學生綜合工程實踐能力的訓(xùn)練。符合畢業(yè)設(shè)計教學要求。 主要內(nèi)容 根據(jù)“雙孔支架”零件的特點及，兩孔的技術(shù)要求，對鏜鉸組合機床進行夾具設(shè)計。 機床設(shè)計中的三圖一卡，繪制機床總體設(shè)計圖，機床夾具裝配圖，夾具體圖;在設(shè)計計算說明書中要對零件的加工工藝進行分析，機床設(shè)計技術(shù)分析及有關(guān)的計算和強度校核等。 成果要求 □開題報告：?? ??????1 ???? 份 □說 明 書：?????10000???????? 字 □圖??? 紙：?????? A0號??? ? 3 張 □譯??? 文：???????????3000?? 字 □論??? 文：????????????? 字 □其??? 它： 專業(yè)系審查意見： 專業(yè)系主任（簽名）： 學院審批意見： 院 長（簽名）： 文 獻 資 料 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 生 姓 名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0510110118 指 導(dǎo) 教 師 朱 效 波 文 獻 資 料 [1] 趙佩鳳，王道順. 箱體件定位銷孔的加工方法[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2004，(11)：84-88. [2] 何振俊, 大尺寸薄壁鑄件切削加工組合機床設(shè)計.鑄造技術(shù) .2006 [3] 王宏，余淑榮，吳明亮. 組合機床鏜模及托架的改進[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2001，(11)：52-53. [4] 安平，周桂蘭，陳國衡，等. 專用內(nèi)孔鏜夾具的研制[J].制造技術(shù)與機床,2003,(12):47-48. [5] 呂相宏.氣缸套精鏜內(nèi)孔的活動定心夾具[J].內(nèi)燃機配件,2004,(4):47-48. [6] 唐中燕,組合機床自動控制 PLC程序設(shè)計實例. 機床電器, 2006 [7] 葉道軍,組合機床在裝載機結(jié)構(gòu)件加工的應(yīng)用.制造工程設(shè)計,2008 [8] 張銀保,立式軸承座鉆孔組合機床設(shè)計.湖北工業(yè)大學學報,2005 [9] 趙洪志，楊剛.球頭碗球面加工組合機床設(shè)計 .工藝與裝備,2007(12) iSemi-automatic control system for hydraulic shovel（液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)） 液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng) Hirokazu Araya ,Masayuki Kagoshima 日本機械工程研究實驗室 Kobe Steel, Ltd., Nishi-ku, Kobe Hyogo 651 2271, 摘要 開發(fā)出了一種應(yīng)用于液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)，即使是不熟練的操作者也能容易和精確地操控液壓挖掘機。構(gòu)造出了具有控制器 的液壓挖掘機的精確數(shù)學控制模型，同時通過模擬實驗研發(fā)出了其控制算法，并將其應(yīng)用在液壓挖掘機上，由此可以估算出它的工作效率。依照此 法，可通過正反饋及前饋控制、非線性補償、狀態(tài)反饋和增益調(diào)度等各種手段獲得較高的控制精度和穩(wěn)定性能。自然雜志 2001 版權(quán)所有 關(guān)鍵詞：施工機械；液壓挖掘機；前饋；狀態(tài)反饋；操作 1．引言 液壓挖掘機，被稱為大型鉸接式機器人，是一種施工機械。采用這種機器進行挖掘和裝載操作，要求司機要具備高水平的操作技能，即便是熟練的 司機也會產(chǎn)生相當大的疲勞。另一方面，隨著操作者年齡增大，熟練司機的數(shù)量因而也將會減少。開發(fā)出一種讓任何人都能容易操控的液壓挖掘機 就非常必要了[1-5]。 液壓挖掘機之所以要求較高的操作技能，其理由如下。 1.液壓挖掘機的操作，至少有兩個操作手柄必須同時操作并且要協(xié)調(diào)好。 2.操作手柄的動作方向與其所控的臂桿組件的運動方向不同。 例如，液壓挖掘機的反鏟水平動作，必須同時操控三個操作手柄（動臂，斗柄，鏟斗）使鏟斗的頂部沿著水平面（圖 1）運動。在這種情況下，操作手柄的操作表明了執(zhí)行元件的動作方向，但是這種方向與工作方向不同。 如果司機只要操控一個操作桿，而其它自由桿臂自動的隨動動作，操作就變得非常簡單。這就是所謂的半自動控制系統(tǒng)。 開發(fā)這種半自動控制系統(tǒng)，必須解決以下兩個技術(shù)難題： 1. 自動控制系統(tǒng)必須采用普通的控制閥。 2. 液壓挖掘機必須補償其動態(tài)特性以提高其控制精度。 現(xiàn)已經(jīng)研發(fā)一種控制算法系統(tǒng)來解決這些技術(shù)問題，通過在實際的液壓挖掘機上試驗證實了該控制算法的作用。而且我們已采用這種控制算法，設(shè)計出了液壓挖掘機的半自動控制系統(tǒng)。具體闡述如下。 2．液壓挖掘機的模型 為了研究液壓挖掘機的控制算法,必須分析液壓挖掘機的數(shù)學模型。液壓挖掘機的動臂、斗柄、鏟斗都是由液壓力驅(qū)動，其模型如圖 2 所示。模型的具體描述如下。 2.1 動態(tài)模型[6] 假定每一臂桿組件都是剛體，由拉格朗日運動方程可得以下表達式： 其中 g 是重力加速度；θi 鉸接點角度；τi 是提供的扭矩；li 組件的長度；lgi 轉(zhuǎn)軸中心到重心之距；mi 組件的質(zhì)量；Ii 是重心處的轉(zhuǎn)動慣量(下標 i=1-3;依次表示動臂，斗柄，鏟斗)。 2.2 挖掘機模型 每一臂桿組件都是由液壓缸驅(qū)動，液壓缸的流量是滑閥控制的，如圖 3 所示?？勺魅缦录僭O(shè)： 1.液壓閥的開度與閥芯的位移成比例。 2.系統(tǒng)無液壓油泄漏。 3.液壓油流經(jīng)液壓管道時無壓力損失。 4.液壓缸的頂部與桿的兩側(cè)同樣都是有效區(qū)域。 在這個問題上，對于每一臂桿組件，從液壓缸的壓力流量特性可得出以下方程： 其中，Ai 是液壓缸的有效橫截面積;hi 是液壓缸的長度;Xi 是滑芯的位置；Psi 是供給壓力;P1i 是液壓缸的頂邊壓力；P2i 是液壓缸的桿邊壓力；Vi是在液壓缸和管道的油量；Bi 是滑閥的寬度；γ 是油的密度；K 是油分子的黏度；c 是流量系數(shù)。 2.3 連桿關(guān)系 在圖 1 所示模型中，液壓缸長度改變率與桿臂的旋轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系如下： (1)動臂 (2)斗柄 (3)鏟斗 當 時， 2.4 扭矩關(guān)系 從 2.3 節(jié)的連桿關(guān)系可知，考慮到液壓缸的摩擦力，提供的扭矩 τi 如下 其中，Cci 是粘滯摩擦系數(shù);Fi 是液壓缸的動摩擦力。 2.5 滑閥的反應(yīng)特性 滑閥動作對液壓挖掘機的控制特性產(chǎn)生會很大的影響。因而，假定滑閥相對參考輸入有以下的一階延遲。 其中， 是滑芯位移的參考輸入； 是時間常數(shù)。 3 角度控制系統(tǒng) 如圖 4 所示，θ 角基本上由隨動參考輸入角 θγ 通過位置反饋來控制。為了獲得更精確的控制，非線性補償和狀態(tài)反饋均加入位置反饋中。以下詳細 討論其控制算法。 3.1 非線性補償 在普通的自動控制系統(tǒng)中，常使用如伺服閥這一類新的控制裝置。在半自動控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)自控與手控的協(xié)調(diào)，必須使用手動的主控閥。這 一類閥中，閥芯的位移與閥的開度是非線性的關(guān)系。因此，自動控制操作中，利用這種關(guān)系，閥芯位移可由所要求的閥的開度反推出來。同時，非 線性是可以補償?shù)模▓D 5）。 3.2 狀態(tài)反饋 建立在第 2 節(jié)所討論的模型的基礎(chǔ)上，若動臂角度控制動態(tài)特性以一定的標準位置逼近而線性化（滑芯位移 X 10，液壓缸壓力差 P 110，動臂夾 角 θ10），則該閉環(huán)傳遞函數(shù)為 其中，Kp 是位置反饋增益系數(shù)； 由于系統(tǒng)有較小的系數(shù)a1,所以反應(yīng)是不穩(wěn)定的。例如，大型液壓挖掘機SK-16 中。X10 是 0，給出的系數(shù)a0=2.7 10 ,a1=6.0 10 ,a2=1.2 10 .加上加速度反饋放大系數(shù)Ka，因而閉環(huán)（圖 4 的上環(huán)）的傳遞函數(shù)就是 加入這個因素,系數(shù)S 就變大，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定?？梢姡眉铀俣确答亖硖岣叻磻?yīng)特性效果明顯。 但是，一般很難精確的測出加速度。為了避免這個問題，改用液壓缸力反饋取代加速度反饋（圖 4 的下環(huán)）。于是，液壓缸力由測出的缸內(nèi)的壓力 計算而濾掉其低頻部分[7，8]。這就是所謂的壓力反饋。 4 伺服控制系統(tǒng) 當一聯(lián)軸器是手動操控，而其它的聯(lián)軸器是因此而被隨動作控制時，這必須使用伺服控制系統(tǒng)。例如，如圖 6 所示，在反鏟水平動作控制中，動臂 的控制是通過保持斗柄底部 Z（由 θ1 與 θ2 計算所得）與 Zr 的高度。為了獲得更精確的控制引入以下控制系統(tǒng)。 4.1 前饋控制 由圖 1 計算 Z，可以得到 將方程（8）兩邊對時間求導(dǎo)，得到以下關(guān)系式， 右邊第一個式子看作是表達式（反饋部分）將 替換成 1，右邊第二個式子是表達式（前饋部分）計算當θ2 手動地改變時，θ1 的改變量。 實際上，用不同的△θ2 值可確定 1。通過調(diào)整改變前饋增益 Kff，可實現(xiàn)最佳的前饋率。 采用測量斗柄操作手柄的位置（如角度）取代測斗柄的角速度，因為驅(qū)動斗柄的角速度與操作手柄的位置近似成比例。 4.2 根據(jù)位置自適應(yīng)增益調(diào)度 類似液壓挖掘機的鉸接式機器人，其動態(tài)特性對位置非常敏感。因此，要在所有位置以恒定的增益穩(wěn)定的控制機器是困難的。為了解決這個難題， 根據(jù)位置的自適應(yīng)增益調(diào)度并入反饋環(huán)中（圖 6）。如圖 7 所示，自適應(yīng)放大系數(shù)（KZ 或 Kθ）作為函數(shù)的兩個變量， 2 和 Z 、 2 表示斗柄 的伸長量，Z 是表示鏟斗的高度。 5 模擬實驗結(jié)論 反鏟水平動作控制的模擬實驗是將本文第 4 節(jié)所描述的控制算法用在本文第 2 節(jié)所討論的液壓挖掘機的模型上。（在 SK-16 大型液壓挖掘機進行模 擬實驗。）圖 8 表示其中一組結(jié)果?？刂葡到y(tǒng)啟動 5 秒以后，逐步加載擾動。圖 9 表示使用前饋控制能減少控制錯誤的產(chǎn)生. 6 半自動控制系統(tǒng) 建立在模擬實驗的基礎(chǔ)上，半自動控制系統(tǒng)已制造出來，應(yīng)用在 SK-16 型挖掘機上試驗。通過現(xiàn)場試驗可驗證其操作性。這一節(jié)將討論該控制系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)與功能。 6.1 結(jié)構(gòu) 圖 10 的例子中，控制系統(tǒng)由控制器、傳感器、人機接口和液壓系統(tǒng)組成。 控制器是采用 16 位的微處理器，能接收來自動臂、斗柄、鏟斗傳感器的角度輸入信號，控制每一操作手柄的位置，選擇相應(yīng)的控制模式和計算其 實際改變量，將來自放大器的信號以電信號形式輸出結(jié)果。液壓控制系統(tǒng)控制產(chǎn)生的液壓力與電磁比例閥的電信號成比例，主控閥的滑芯的位置控 制流入液壓缸液壓油的流量。 為獲得高速度、高精度控制，在控制器上采用數(shù)字處理芯片，傳感器上使用高分辨率的磁編碼器。除此之外，在每一液壓缸上安裝壓力傳感器以便 獲得壓力反饋信號。 以上處理后的數(shù)據(jù)都存在存儲器上，可以從通信端口中讀出。 6.2 控制功能 控制系統(tǒng)有三種控制模式，能根據(jù)操作桿 和選擇開關(guān)自動切換。其具體功能如下。 （1）反鏟水平動作模式：用水平反鏟切換開關(guān)，在手控斗柄推動操作中，系統(tǒng)自動的控制斗柄以及保持斗柄底部的水平運動。在這種情況下，當 斗柄操作桿開始操控時，其參考位置是從地面到斗柄底部的高度。對動臂操作桿的手控操作能暫時中斷自動控制，因為手控操作的優(yōu)先級高于自動 控制。 （2）鏟斗水平舉升模式：用鏟斗水平舉升切換開關(guān)，在手控動臂舉升操作中，系統(tǒng)自動控制鏟斗。保持鏟斗角度等于其剛開始舉升時角度以阻止 原材料從鏟斗中泄漏。 （3）手控操作模式：當既沒有選擇反鏟水平動作模式，也沒有選擇鏟斗水平舉升模式時，動臂，斗柄，鏟斗都只能通過手動操作。 系統(tǒng)主要采用 C 語言編程來實現(xiàn)這些功能，以構(gòu)建穩(wěn)定模組提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 7 現(xiàn)場試驗結(jié)果與分析 通過對系統(tǒng)進行現(xiàn)場試驗，證實該系統(tǒng)能準確工作。核實本文第 3、4 節(jié)所闡述的控制算法的作用，如下所述。 7.1 單個組件的自動控制測試 對于動臂、斗柄、鏟斗每一組件，以±5?的梯度從最初始值開始改變其參考角度值，測量其反應(yīng)，從而確定第 3 節(jié)所描述的控制算法的作用。 7.1.1 非線性補償?shù)淖饔? 圖 11 表明動臂下降時的測試結(jié)果。因為電液系統(tǒng)存在不靈敏區(qū)，當只有簡單的位置反饋而無補償時（圖 11 中的關(guān)）穩(wěn)態(tài)錯誤仍然存在。加入非 線性補償后（圖 11 中的開）能減少這種錯誤的產(chǎn)生。 7.1.2 狀態(tài)反饋控制的作用 對于斗柄和鏟斗，只需位置反饋就可獲得穩(wěn)定響應(yīng)，但是增加加速度或壓力反饋能提高響應(yīng)速度。以動臂為例，僅只有位置反饋時，響應(yīng)趨向不穩(wěn) 定。加入加速度或壓力反饋后，響應(yīng)的穩(wěn)定性得到改進。例如，圖 12 表示動臂下降時，采用壓力反饋補償時的測試結(jié)果。 7.2 反鏟水平控制測試 在不同的控制和操作位置下進行控制測驗，觀察其控制特性，同時確定最優(yōu)控制參數(shù)（如圖 6 所示的控制放大系數(shù)）。 7.2.1 前饋控制作用 在只有位置反饋的情況下，增大放大系數(shù) Kp，減少△Z 錯誤，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致系統(tǒng)延時，例如圖 13 所示的“關(guān)”，也就是 Kp 不能減小。采 用第 4.1 節(jié)所描述的斗柄臂桿前饋控制能減少錯誤而不致于增大 Kp。如圖示的“開”。 7.2.2 位置的補償作用 當反鏟處在上升位置或者反鏟動作完成時，反鏟水平動作趨于不穩(wěn)定。不穩(wěn)定振蕩可根據(jù)其位置改變放大系數(shù) Kp 來消除，如第 4.2 節(jié)所討論的。 圖 14 表示其作用，表明反鏟在離地大約 2 米時水平動作結(jié)果。與不裝補償裝置的情況相比較，圖中的關(guān)表示不裝時，開的情況具有補償提供穩(wěn)定 響應(yīng)。 7.2.3 控制間隔的作用 關(guān)于控制操作的控制間隔的作用，研究結(jié)果如下： 1.當控制間隔設(shè)置在超過 100ms 時，不穩(wěn)定振蕩因運動的慣性隨位置而加劇。 2.當控制間隔低于 50ms 時，其控制操作不能作如此大提高。 因此，考慮到計算精度，控制系統(tǒng)選定控制間隔為 50ms。 7.2.4 受載作用 利用控制系統(tǒng)，使液壓挖掘機執(zhí)行實際挖掘動作，以研究其受載時的影響。在控制精度方面沒有發(fā)現(xiàn)與不加載荷時有很大的不同。 8 結(jié)論 本文表明狀態(tài)反饋與前饋控制組合，使精確控制液壓挖掘機成為可能。同時也證實了非線性補償能使普通控制閥應(yīng)用在自動控制系統(tǒng)中。因而應(yīng)用 這些控制技術(shù)，允許即使是不熟練的司機也能容易和精確地操控液壓挖掘機。 將這些控制技術(shù)應(yīng)用在其它結(jié)構(gòu)的機器上，如履帶式起重機，能使普通結(jié)構(gòu)的機器改進成為可讓任何人容易操控的機器。 參考文獻 [1] J. Chiba, T. Takeda, Automatic control in construction machines, Journal of SICE 21 8 1982 40–46. [2] H. Nakamura, A. Matsuzaki, Automation in construction machinery, Hitachi Review 57 3 1975 55–62. [3] T. Nakano et al., Development of large hydraulic excavator,. Mitsubishi Heavy Industries Technical Review 22 2 1985 42–51. [4] T. Morita, Y. Sakawa, Modeling and control of power shovel, Transactions of SICE 22 1 1986 69–75. [5] H. Araya et al., Automatic control system for hydraulic excavator, R&D Kobe Steel Engineering Reports 37 2 1987 74–78. [6] P.K. Vaha, M.J. Skibniewski, Dynamic model of excavator, Journal of Aerospace Engineering 6 2 1990 April. [7] H. Hanafusa, Design of electro-hydraulic servo system for articulated robot, Journal of the Japan Hydraulics and Pneumatics Society 13 7 1982 1–8. [8] H.B. Kuntze et al., On the model-based control of a hydraulic large range robot, IFAC Robot Control 1991 207–212. 外文翻譯 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 生 姓 名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0 5 1 0 1 1 0 1 1 8 指 導(dǎo) 教 師 朱 效 波 2 文 獻 資 料 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 生 姓 名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0510110118 指 導(dǎo) 教 師 朱 效 波 文 獻 資 料 [1] 趙佩鳳，王道順. 箱體件定位銷孔的加工方法[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2004，(11)：84-88. [2] 何振俊, 大尺寸薄壁鑄件切削加工組合機床設(shè)計.鑄造技術(shù) .2006 [3] 王宏，余淑榮，吳明亮. 組合機床鏜模及托架的改進[J]. 組合機床與自動化加工技術(shù)，2001，(11)：52-53. [4] 安平，周桂蘭，陳國衡，等. 專用內(nèi)孔鏜夾具的研制[J].制造技術(shù)與機床,2003,(12):47-48. [5] 呂相宏.氣缸套精鏜內(nèi)孔的活動定心夾具[J].內(nèi)燃機配件,2004,(4):47-48. [6] 唐中燕,組合機床自動控制 PLC程序設(shè)計實例. 機床電器, 2006 [7] 葉道軍,組合機床在裝載機結(jié)構(gòu)件加工的應(yīng)用.制造工程設(shè)計,2008 [8] 張銀保,立式軸承座鉆孔組合機床設(shè)計.湖北工業(yè)大學學報,2005 [9] 趙洪志，楊剛.球頭碗球面加工組合機床設(shè)計 .工藝與裝備,2007(12) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 課題：雙孔支架鏜鉸組合機床總體及夾具設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 生 姓 名 張 興 班 級 B機制051 學 號 0510110118 指 導(dǎo) 教 師 朱 效 波 專 業(yè) 系 主 任 劉 道 標 發(fā) 放 日 期 2009年2月 26 日 一、設(shè)計內(nèi)容 課題來源于鹽城寶利來精密機械制造有限公司。 對雙孔支架鏜鉸組合機床總體設(shè)計：制定工藝方案，確定機床配置型式及結(jié)構(gòu)方 案；三圖一卡設(shè)計。 對雙孔支架零件鏜鉸孔加工組合機床夾具設(shè)計：確定定位夾緊方案，設(shè)計定位元 件，夾緊裝置。要求保證孔的尺寸精度和孔的粗糙度要求，設(shè)計一副兩件雙面加工鏜 鉸夾具，要求定位合理，裝夾可靠、方便。 二、設(shè)計依據(jù) 雙孔支架零件鏜鉸機床夾具設(shè)計，需要解決的問題主要有：限制零件的自由度， 確保定位可靠，保證零件的定位精度；設(shè)計動力驅(qū)動系統(tǒng)的夾緊機構(gòu)，確定構(gòu)件的結(jié)、 構(gòu)合理裝卸方便，能有效地提高生產(chǎn)效率。并對夾緊裝置進行剛度校核等。 三、技術(shù)要求 1、應(yīng)能滿足加工要求，保證加工精度； 2、機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單； 3、裝卸方便，便于維修、調(diào)整； 4、盡量使用通用件，以便降低制造成本； 四、畢業(yè)設(shè)計物化成果的具體內(nèi)容及要求 1、設(shè)計說明書1份，達1萬字以上，且要符合規(guī)范要求； 2、設(shè)計圖樣全部用AutoCAD繪制，總的繪圖量達3張A0以上；手工繪圖一張； 3、具體設(shè)計的圖樣有：機床夾具裝配總圖、夾具體圖以及主要零件圖； 4、有關(guān)計算、校核。 五、畢業(yè)設(shè)計進度計劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 3月8日～3月9日 布置任務(wù) 3月10日～3月22日 調(diào)查研究，畢業(yè)實習 3月23日～4月5日 方案論證，總體設(shè)計 4月6日～4月19日 技術(shù)設(shè)計（部件設(shè)計） 4月20日～5月14日 工作設(shè)計（零件設(shè)計） 5月15日～5月31日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 6月1日～6月4日 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 6月5日～6月12日 修改資料 6月13日～6月15日 評閱材料 6月16日～6月18日 畢業(yè)答辯 六、主要參考文獻： [1] 大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計第一冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1975． [2] 金振華.組合機床及其調(diào)整與使用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990． [3] 徐英南.組合機床及其自動線的使用與調(diào)整[M]．北京：勞動人事出版社，1987． [4] 大連組合機床研究所.機械工程手冊第62篇[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1980． [5] 孟少農(nóng).機械加工工藝手冊第3卷[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1992． [6] 范國清.組合機床通用部件專輯[M]．大連：大連組合機床研究所 [7] 沈陽工學院.組合機床設(shè)計[M]．上海：上?？萍汲霭嫔?1985． [8] 大連組合機床研究所.組合機床[M]．1980年～1986年．《組合機床與自動化加工技術(shù)》1987～1992． [9] 黃鶴汀.金屬切削機床設(shè)計[M]．上海：上?？萍嘉墨I出版社，1986． [10] 顧維邦.金屬切削機床（下冊）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1984． [11] 李天無.簡明機械工程師手冊（上冊）[M]．昆明：云南科技出版社，1988． [12] 李鐵堯.金屬切削機床[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1990． [13] 黃少昌.計算機輔助機械設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)[M]．清華大學出版社，1988． [14] 王隆太.基于PC微機對多軸箱輔助設(shè)計系統(tǒng)BOXCAD的開發(fā)研究[M]．機床．1990． [15] 李元奇.計算機輔助設(shè)計多孔鉆主軸箱[M]．機械工業(yè)自動化．1983．（4） [16] 姚永明.非標準設(shè)備設(shè)計[M]．上海：上海交通大學出版社，1999 七、其他 4