外文翻譯--數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制伺服系統(tǒng)與數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備-14頁[中英word] -中文：4512字【中英文文獻(xiàn)譯文】

外文翻譯--數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制伺服系統(tǒng)與數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備-14頁[中英word] -中文：4512字【中英文文獻(xiàn)譯文】,中英word,中英文文獻(xiàn)譯文,外文翻譯,數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制伺服系統(tǒng)與數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備-14頁[中英word],-中文：4512字【中英文文獻(xiàn)譯文】,外文,翻譯,數(shù)控機(jī)床,開環(huán),控制,節(jié)制,伺服系統(tǒng),數(shù)控,生產(chǎn) 譯文： 數(shù)控機(jī)床開環(huán)控制伺服系統(tǒng)與數(shù)控生產(chǎn)設(shè)備 摘要 開環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低，但缺點(diǎn)是精度低。反向間隙、絲杠螺距誤差、起停誤差等都會(huì)影響定位精度。下面幾種改進(jìn)措施可以使定位精度明顯改善。 關(guān)鍵字：數(shù)控系統(tǒng)、開環(huán)系統(tǒng) 1） 反向間隙誤差補(bǔ)償 數(shù)控機(jī)床加工刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是依靠驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)齒輪、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)工作臺(tái)面等移動(dòng)部件產(chǎn)生位移來實(shí)現(xiàn)的。作為傳統(tǒng)元件的齒輪、絲杠盡管制造精度很高，但總免不了存在間隙。由于這種間隙存在，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的方向改變時(shí)，開始段時(shí)間必然會(huì)引起驅(qū)動(dòng)元件的空走，出現(xiàn)指令脈沖推不動(dòng)執(zhí)行元件的局面。這就影響了機(jī)床的加工精度，即指令脈沖與實(shí)際進(jìn)給步數(shù)不相符合，產(chǎn)生加工誤差 因此，開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般都設(shè)置有反向間隙誤差補(bǔ)償功能，用以補(bǔ)足空走的步數(shù)反向間隙差補(bǔ)償就是首先實(shí)測(cè)反向進(jìn)給的誤差，把它折算成脈沖當(dāng)量數(shù)，作為間隙補(bǔ)償子程序的輸出量，當(dāng)計(jì)算機(jī)判斷出現(xiàn)的指令為反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨即調(diào)用間隙補(bǔ)償子程序，通過輸出補(bǔ)償脈沖消除反向間隙后再進(jìn)行正常的插補(bǔ)運(yùn)行。 2） 常值系統(tǒng)性定位誤差補(bǔ)償 類庫以供設(shè)計(jì)者調(diào)用。這樣在零件的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者只需輸入特征的參數(shù)，系統(tǒng)直接生成特征的實(shí)例模型：在數(shù)據(jù)庫中我們必須存儲(chǔ)相關(guān)的特征類的結(jié)構(gòu)信息，數(shù)據(jù)庫表集就是用于存儲(chǔ)這一部分的相關(guān)信息。根據(jù)特征類型定義的需要，我們定義了特征類編碼表、特征類版本信息表表示特征類型；定義了特征類構(gòu)造表表達(dá)特征類的結(jié)構(gòu)；并通過零件特征配置表與零件的特征層信息聯(lián)系起來。特征層數(shù)據(jù)表集是本零件模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心，記錄了特征實(shí)例模型的設(shè)計(jì)、工藝等信息。特征構(gòu)造表記錄了特征的幾何結(jié)構(gòu)；特征尺寸表、特征形位公差表、特征表面粗糙度表記錄了特征的工程語義引用；尺寸表、形位公差表、表面粗糙度表存儲(chǔ)了所有零件特征的數(shù)據(jù)信息。在特征層，利用特征ID、幾何要素ID、尺寸ID、公差I(lǐng)D、粗糙度ID等主鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索。我們將該零件信息模型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于工廠環(huán)境下某型組件的CAD AM 集成系統(tǒng)中，較好地實(shí)現(xiàn)了CAD與CAPP的特征信息共享。在該系統(tǒng)中主要使用現(xiàn)成的CAD／CAM 軟件(Unigra—phics 1I)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和NC編程，并通過對(duì)該軟件進(jìn)行二次開發(fā)獲取零件的尺寸信息；同時(shí)利用自行開發(fā)的對(duì)話窗體，讓設(shè)計(jì)人員交互輸入其它特征信息，實(shí)現(xiàn)該軟件與系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)庫的連接。在輔助工藝設(shè)計(jì)時(shí)，工藝設(shè)計(jì)人員通過程序的查詢功能，從共享數(shù)據(jù)庫中查詢所需的零件信息，進(jìn)行交互工藝設(shè)計(jì)。從而方便了CAPP的零件信息獲取，提高了工藝設(shè)計(jì)的效率。在利用UG進(jìn)行NC編程時(shí)，可以從共享數(shù)據(jù)庫中獲取所需的工藝及制造信息，進(jìn)行各工序的刀軌設(shè)計(jì)與加工仿真在數(shù)控機(jī)床上建立一個(gè)絕對(duì)零點(diǎn)，實(shí)測(cè)出各坐標(biāo)軸相對(duì)點(diǎn)的全部定位誤差，做出曲線以便確定補(bǔ)償點(diǎn)。圖l所示是一個(gè)實(shí)測(cè)的定位誤差曲線，把這個(gè)曲線的縱坐標(biāo)(誤差)以脈沖當(dāng)量為單位進(jìn)行分割，作出橫線，每個(gè)橫線與曲線的交點(diǎn)即為目標(biāo)補(bǔ)償點(diǎn)。圖1中的1到6點(diǎn)處的定位誤差為正，需要作減脈沖補(bǔ)償；而6至9處需要進(jìn)行加脈沖補(bǔ)償圖中陰影部分為補(bǔ)償區(qū)。把這些補(bǔ)償點(diǎn)列成誤差. 修正表存入計(jì)算機(jī)，當(dāng)工作臺(tái)由零點(diǎn)位置移動(dòng)時(shí)，安裝在絕對(duì)原點(diǎn)處的微動(dòng)開關(guān)發(fā)出絕對(duì)原點(diǎn)定位信號(hào)，以后計(jì)算機(jī)將隨時(shí)發(fā)出目標(biāo)補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償信號(hào)，對(duì)機(jī)床進(jìn)行定位誤差補(bǔ)償。余弦發(fā)生器給定的滑尺激磁信號(hào)a電與由步進(jìn)電。 3） 反饋補(bǔ)償開環(huán)控制 該系統(tǒng)由開環(huán)控制和感應(yīng)同步器直接位置測(cè)量?jī)蓚€(gè)部分組成。這里的位置檢測(cè)不用作位置的反饋，而是作為位置誤差的補(bǔ)償反饋。其基本的原理是：由機(jī)床數(shù)控裝置CNC發(fā)出的指令脈沖，一方面供給開環(huán)系統(tǒng)，控制步進(jìn)電機(jī)按指令運(yùn)轉(zhuǎn)，并直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)，構(gòu)成開環(huán)控制；另一方面該指令脈沖又供給感應(yīng)同步器的測(cè)量系統(tǒng)(即數(shù)字式正、余弦發(fā)生器)，作為位置給定信號(hào)a由。工作在鑒幅方式的感應(yīng)同步器此時(shí)既是位置檢測(cè)器，又是比較器，它把由正、余弦發(fā)生器給定的滑尺激磁信號(hào)a電與由步進(jìn)電。 4） 結(jié) 論 CIMS環(huán)境下基于特征的零件信息建模還是一門不斷發(fā)展的技術(shù)，怎樣提高特征設(shè)計(jì)所能完成的零件復(fù)雜度；如何使特征設(shè)計(jì)適應(yīng)特征識(shí)別、特征語義轉(zhuǎn)換的要求等問題還有待人們?nèi)ソ鉀Q。本文介紹了特征技術(shù)在零件信息建模中的應(yīng)用，重點(diǎn)描述該零件數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)；所建立的零件信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以較好地滿足CIMS系統(tǒng)對(duì)信。 數(shù)字控制是用數(shù)字、字母和其他控制字符進(jìn)行編程，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的一種形式。號(hào)碼，字母和符號(hào)是為特定的工作環(huán)境或工作而設(shè)定的一種適當(dāng)?shù)膬?nèi)編碼。根據(jù)程序指示的改變，機(jī)械的加工也隨之改變方式。更易改寫程序的優(yōu)越性使NC系統(tǒng)更適合加工微小體積的產(chǎn)品。與更換生產(chǎn)設(shè)備相比，通過編輯新的程序來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工要容易得多。 NC的基本零部件 一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)包括以下3個(gè)基本零部件： ①指示程序 ②機(jī)器控制單元 ③機(jī)床 機(jī)床根據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的程序來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。詳細(xì)的指示程序直接控制機(jī)床一步一步的執(zhí)行命令。在通常情況下，刀具參考點(diǎn)的指令與工作臺(tái)的機(jī)床原點(diǎn)位置有關(guān)。更先進(jìn)的指令系統(tǒng)包括機(jī)床進(jìn)給速度的選擇，切削工具和其他功能。在過去幾十年里最常用的信息載體是1英寸寬的穿孔紙帶。因?yàn)榇┛准垘У膹V泛使用，NC系統(tǒng)有時(shí)也叫“帶子控制”，不過，這是現(xiàn)代用法過程中對(duì)數(shù)字控制的誤稱。近年來，卡型盒式磁帶和軟磁盤開始廣泛使用。機(jī)器控制單元（MCU）由讀取并理解程序說明，進(jìn)而將程序轉(zhuǎn)變成機(jī)床或另外生產(chǎn)設(shè)備可執(zhí)行的機(jī)械動(dòng)作所需的硬件和電子元件組成。機(jī)床是NC系統(tǒng)中的第3個(gè)基本零部件。它是有用的執(zhí)行部件，在數(shù)字控制的最普通的例子里，進(jìn)行機(jī)器加工操作就是其中之一，機(jī)床由工作臺(tái)、主軸和控制主軸所必須的驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成。 控制系統(tǒng)的類型 在數(shù)字控制過程中有兩類基本的控制系統(tǒng)：點(diǎn)位控制和輪廓控制。點(diǎn)位控制也被稱作為位置控制，通過電機(jī)以不同的速度分別驅(qū)動(dòng)機(jī)器的各軸，這取決于操作的方式。為了減少空操作的時(shí)間，機(jī)器在最初是以最大速度移動(dòng)，但在刀具到達(dá)設(shè)定的位置時(shí)，要降低速度，這樣，在進(jìn)行過程中，如鉆孔或打洞的操作是在準(zhǔn)確的位置進(jìn)行持續(xù)切削。在鉆孔或打洞后，刀具退回并迅速移動(dòng)到另一個(gè)位置進(jìn)行重復(fù)操作。從一點(diǎn)大另一點(diǎn)的路徑是一個(gè)重要的方面：為提高效率，要求移動(dòng)時(shí)間降到最小。點(diǎn)位控制系統(tǒng)主要用于鉆孔、打洞及直線磨削等方面。 在輪廓控制，也就是所謂的連續(xù)路徑運(yùn)行系統(tǒng)中，位置的確定和切削操作同時(shí)沿著設(shè)定的路徑以不同的速度運(yùn)行。因?yàn)楫?dāng)?shù)毒哐刂?guī)定的路徑切削進(jìn)給時(shí)，準(zhǔn)確控制速度和運(yùn)動(dòng)的同步性是相當(dāng)重要的，連續(xù)切削控制用于車床、銑床、磨床、焊接機(jī)器和機(jī)械加工中心。 沿路徑運(yùn)動(dòng)或位置插補(bǔ)是幾種基本的方法之一。在整個(gè)插補(bǔ)過程中，路徑控制以刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)為中心。對(duì)于不同的刀具補(bǔ)償，不同的刀具，及在機(jī)器加工過程中刀具的磨損，都能通過NC程序進(jìn)行調(diào)節(jié)。 有許多插補(bǔ)程序被開發(fā)用于處理連續(xù)切削控制系統(tǒng)中形成光滑、連續(xù)的軌跡所遇到的各種各樣的問題，他們包括： · 直線插補(bǔ) · 圓弧插補(bǔ) · 螺旋線插補(bǔ) · 拋物線插補(bǔ) 這些插補(bǔ)程序是程序員（或操作員）用來生成直線或曲線路徑的機(jī)器指令，以相對(duì)減少輸入餓參數(shù)。在MCU方面的插補(bǔ)模式進(jìn)行計(jì)算并按指定的路徑執(zhí)行。 直線插補(bǔ)是最基本的方法，在NC系統(tǒng)中生成連續(xù)軌跡時(shí)經(jīng)常用到。在實(shí)踐中，兩軸和三軸直線插補(bǔ)有時(shí)有所區(qū)別，但他們的原理是相同的。程序被要求指定直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，及沿著直線跟隨的進(jìn)給量，為了取得被指定的進(jìn)給量，插補(bǔ)器為兩軸（或三軸）中的每個(gè)軸計(jì)算插補(bǔ)量。 因?yàn)槌绦騿T要求指定的直線部分和將用來接近圓的各自的終點(diǎn)有差別，用直線插補(bǔ)生成圓弧軌跡不適合。圓弧插補(bǔ)程序被開發(fā)用于圓弧插補(bǔ)，通過指定組成圓弧軌跡的下列參數(shù)：終點(diǎn)、中心、半徑。刀具沿著圓弧的指示坐標(biāo)進(jìn)給，被生成的刀具軌跡由一系列直線部分組成。只是這部分是用插補(bǔ)模塊來計(jì)算，而不是由程序員預(yù)先給定。為了生成光滑的圓弧軌跡，切削刀具被指定沿著每段直線一步一步的進(jìn)給。圓弧插補(bǔ)的局限性在用兩軸NC系統(tǒng)加工飛機(jī)部件時(shí)有所體現(xiàn)。 螺旋線插補(bǔ)是結(jié)合應(yīng)用第三軸的直線運(yùn)動(dòng)和圓弧插補(bǔ)的兩軸運(yùn)動(dòng)，這就定義了三維空間的螺旋軌跡。 拋物線插補(bǔ)是使用高命令方程式得到的近似值所生成的自由形式的曲線，他一般需要相當(dāng)多的計(jì)算功能，并且與普通的直線和圓弧插補(bǔ)不同。他們應(yīng)用于汽車制造業(yè)，適合建立因內(nèi)應(yīng)力集中而導(dǎo)致車體損壞，對(duì)那些不能準(zhǔn)確計(jì)算用以生成自由形式的小汽車的設(shè)計(jì)，這樣可以方便地通過結(jié)合直線和圓弧的插補(bǔ)來接近設(shè)計(jì)要求。 NC編程 數(shù)控程序由指導(dǎo)一臺(tái)NC機(jī)器進(jìn)行某種操作的一連串命令組成。機(jī)械加工是最常見的方式，NC編程可以由內(nèi)部的編程部門完成，或者從外面購買。此外，編程可以是手工或計(jì)算機(jī)輔助完成。 程序包括命令和說明。幾何學(xué)說明刀具和工件之間的有關(guān)運(yùn)動(dòng)；設(shè)備說明有關(guān)主軸的速度，進(jìn)給，刀具等；行程說明屬于哪類型的插補(bǔ)及刀具和工作臺(tái)移動(dòng)的快慢，接通命令說明開/關(guān)冷卻劑的非工作狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)及其方向，刀具的更換，工件的進(jìn)給，夾具等方面。 ①人工編程?? 人工零件編程由先計(jì)算刀具、工件和工作臺(tái)之間的相對(duì)位置，基于零件的工程圖，以及執(zhí)行生產(chǎn)操作的順序等組成。然后準(zhǔn)備的圖表包含執(zhí)行操作的各種必要信息。比如切削刀具，主軸速度、進(jìn)給，切削深度，切屑，驅(qū)動(dòng)及刀具和工件間的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)。有了這些基本的信息，零件程序準(zhǔn)備就緒。通常先準(zhǔn)備一盤紙帶用來調(diào)試程序。帶子可能用更耐用的Mylar材料做成，這取決于它被使用的頻率。 人工程序由那些專門的編程員鐘對(duì)特別的生產(chǎn)而編輯，以變化零件加工過程，因?yàn)槭煜C(jī)床功能和工序，熟練的機(jī)械師能在編程過程中得到某些訓(xùn)練，不過，工作是乏味、費(fèi)時(shí)和不經(jīng)濟(jì)的，而且主要是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用。 ② 計(jì)算機(jī)輔助編程?? 計(jì)算機(jī)輔助零件涉及確定刀具落點(diǎn)，刀具切削刃，零件表面等有特別象征的程序語言，程序語言是與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的一種方法，其中包含標(biāo)志符號(hào)的使用。程序員用這種語言對(duì)生產(chǎn)加以描述，而計(jì)算機(jī)把這種語言轉(zhuǎn)化成NC機(jī)器能識(shí)別的指令，在市場(chǎng)上有各種各樣象征和應(yīng)用的幾種語言可買，使用英語那樣陳述的第一種語言在20世紀(jì)50年代末被發(fā)展成為APT（自動(dòng)編程工具）。這種語言發(fā)展成了各種形體，仍被廣泛應(yīng)用于點(diǎn)位和連續(xù)切削。 計(jì)算機(jī)輔助零件編程與手工方法相比有以下優(yōu)點(diǎn)： · 使用相對(duì)易于使用的符號(hào)語言； · 減少編程時(shí)間。程序能提供大量關(guān)于機(jī)器特性的數(shù)據(jù)和處理變量，例如驅(qū)動(dòng)，速度，進(jìn)給，刀具形狀，對(duì)工具形狀的補(bǔ)償，刀具磨損，撓度及冷卻劑的使用； · 降低在人工編程中可能發(fā)生的人為錯(cuò)誤的可能性； · 從機(jī)器順序的簡(jiǎn)單切換加工能力； · 因減少編程時(shí)間而降低成本。 一種特別的NC程序語言的選擇取決于下列因素： ①生產(chǎn)過程中人員的專門技能水平； ②零件的復(fù)雜程度； ③可提供的計(jì)算機(jī)和設(shè)備型號(hào)； ④編程涉及的時(shí)間和費(fèi)用。 因?yàn)镹C系統(tǒng)與工件材料和過程參數(shù)的插入有關(guān)，程序必須由懂得生產(chǎn)設(shè)備使用相關(guān)方面知識(shí)的專門人員編輯，在投入使用前，程序應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，通過CRT屏幕觀看用一種廉價(jià)材料加工零件的模擬過程，例如鋁，木頭或者塑料，而不是適合成品生產(chǎn)的指定素材。 參考文獻(xiàn)： [1]. 張華書．并行環(huán)境下基于特征的零件定義模型 [J]．機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，1999，18(1)：14l 144． [2]. 林曉星，杜全文，許建新．特征與(',M)／CAPP／CAM 集成系統(tǒng) [J]．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造，1998，28(5)：51 55． [3]. 曾慧娥，周慶忠．基于特征的機(jī)械產(chǎn)品造型研究 [J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 [程，1999，28(2)：1 2～l4．