夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)#中英文翻譯#外文翻譯匹配

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 譯文及原稿 譯文題目 ： 夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì) 原稿題目 ： Robust design of fixture configuration 原稿 出處： Giovanni Moroni,Stefano Petro,Wilma Polini.ScienceDirect. 2014(21):189194. 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 1 夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì) 摘要 本文 介紹了夾具配置 的 穩(wěn)健設(shè)計(jì)。它的目標(biāo)是調(diào)查機(jī)床夾具元件偏差和體積錯(cuò)誤影響加工操作質(zhì)量。然后定位器位置配置設(shè)計(jì) 的 偏差最小化加工特 性對(duì)應(yīng)用幾何公差。 該方法是一個(gè)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)一步確定的定位基于螺旋理論的部分，可用于尋找簡(jiǎn)單和容易適用于一般通用規(guī)則的工業(yè)環(huán)境。是通過(guò)仿真和簡(jiǎn)單的工業(yè)案例研究驗(yàn)證。 1 介紹 當(dāng)工件夾具加工或檢查操作時(shí) ， 操作的精度主要取決于裝夾方法的效率。 在一般情況下，加工可能已經(jīng)在它的形態(tài)和位置的幾何誤差相對(duì)于工件的基準(zhǔn)參考 系 。如果有存在的工件基準(zhǔn)面之間的錯(cuò)位誤差框架和機(jī)床 的坐標(biāo)系 ，這是已知的定位誤差或數(shù)據(jù)建立誤差。一個(gè)定位誤差主要是由位 置偏差引起的一個(gè)定位器與工件之間的接觸 表面 的標(biāo)稱規(guī) 范 。在本文中，這樣的一個(gè)理論接觸點(diǎn)被稱 為 菲克塞爾 點(diǎn)或 菲克塞爾 ， 并從它的標(biāo)稱位置定位偏差 稱 為 菲克塞爾 錯(cuò)誤。在剛體的分析框架 內(nèi) ， 菲克塞爾 誤差對(duì)定位誤差直接影響所定義的工件表面和之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征通過(guò)他們的接觸約束關(guān)系。 定位誤差是高度依賴于配置的位置相對(duì)于 定位器的 工件。一個(gè)合適的配置 (或定位器的設(shè)計(jì)定位器布局 )可能 會(huì) 減少產(chǎn)生重大影響定位錯(cuò)誤。這是通常被稱為夾具布局優(yōu)化。 這項(xiàng)工作的主要目的是研究幾何錯(cuò)誤的加工表面 (或生產(chǎn)錯(cuò)誤 )有關(guān) 菲克塞爾 錯(cuò)誤的主要來(lái)源。一個(gè)數(shù)學(xué)框架提出了一個(gè)制造誤差、機(jī)床體積誤差、和 菲克塞爾 錯(cuò)誤之間的關(guān)系分析。此外 ， 優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì) 是規(guī)定為減少加工誤差的過(guò)程。這論文超越 了 藝術(shù)的狀態(tài) ， 因?yàn)樗紤]了公差 中的 體積誤差。雖然文獻(xiàn)表明這 個(gè) 簡(jiǎn)單的靜態(tài)體積誤差 只 考慮一小部分總?cè)莘e 誤差 ， 一個(gè) 通用 框架包含的體積誤差公差建立了。 有幾個(gè)正式的夾具分析為基礎(chǔ)的方法在經(jīng)典螺旋理論或幾何 干擾 技術(shù)。在 90 年代 ， 由于夾具 的偏差 許多研究已經(jīng)致力于模型部分偏差。 Sodenberg 計(jì)算穩(wěn)定性評(píng)價(jià)定位方案的擬合指數(shù)。小位移 非共面直線對(duì) 概念用于 該支架一部 分 的 幾何偏差 的模型 。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的程序在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和最近的文獻(xiàn) 中都有 描述 ，特別是對(duì)于模塊化夾具設(shè)計(jì)。 大量的 定位誤差分析 和還原的方法已被記錄 。 一個(gè) 定位誤差 表達(dá)式 給出了使用位移螺旋矢量的概念。 提出了減少定位誤差向量的優(yōu)化技術(shù)或幾何變化 的 關(guān)鍵特性。 Chouduri and De Meter 分析描述了定 位器的形狀誤差 與 最壞情況下幾何誤差加工特性 的關(guān)系 。Chouduri and De Meter 也分析了工件 基準(zhǔn)面 的幾何偏差、輪廓和角制造公差 的情況 。浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 2 對(duì)加工特性的影響 ， 比如通過(guò)鉆 孔 和銑削 都有說(shuō)明 。 Carlson 提出了二級(jí)定位誤差分析 。夾具布局設(shè)計(jì) 的計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行了研究 客觀來(lái)降低 三維工件整體 的定位 誤差 如渦輪空氣箔。最近的一篇論 文 解釋 了一個(gè) 穩(wěn)健性 夾具 的 布局方法 來(lái) 解決多目標(biāo)問(wèn)題 的演 算法。它認(rèn)為一個(gè) 柱體 剛性工件 ，如果 夾具和工件之間的沒(méi)有摩擦 ， 那么 機(jī)床體積誤差是不用 考慮 的 。 在文獻(xiàn)中提出了幾個(gè)關(guān)于建模體積誤差的模型 。 Ferreira 提出了二次 建模的體積誤差 ， 每個(gè)軸都是單獨(dú)考慮 ， 與模型參數(shù)的評(píng)價(jià)方法 。 Kiridena 和 Ferreira 在一系列的三篇論文 中討 論如何 在建模中 補(bǔ)償 體積誤差 ， 對(duì) 模型的參數(shù)進(jìn)行評(píng)估 ， 然后基于模型及其參數(shù) 的誤差補(bǔ)償 ， 補(bǔ)償一個(gè)三軸 發(fā)動(dòng) 機(jī)。 Dorndorf 描述體積誤差模型可以幫助機(jī)器的誤差預(yù)算。最后 ， Smith 描述體 積的應(yīng)用誤差補(bǔ)償 在 大型單片部分 制造中 ，帶來(lái)了嚴(yán)重的 傳統(tǒng)體積 誤差補(bǔ)償。無(wú)論如何 ， 值得注意的是 ， 所有這些方法都是針對(duì)體積誤差補(bǔ)償 :一般體積誤差不考慮仿真公差。 在以前的論文 中用 統(tǒng)計(jì)方法來(lái)估 算 這個(gè) 定位誤差是錯(cuò)誤的， 由于不 精 確的所有六個(gè)定位器 3-2-1 的定位方案是 基于 二維和三維模塊 。在下面 ， 一個(gè)夾具 配置的 穩(wěn)健 性設(shè)計(jì) 方法被提出 。它的目標(biāo)是調(diào)查 菲克塞爾 錯(cuò)誤和機(jī)床體積 誤差如何 影響 機(jī)械加工質(zhì)量 。在 2 中介紹了 理論上的方法，在 3 中提出了 一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)案例 分析，并在 4中 討論 了一些簡(jiǎn)單和通用規(guī)則容易適用在一個(gè)工業(yè) 競(jìng)爭(zhēng) 。 2 鉆孔精度的方法模擬 為了說(shuō)明所提出的方法，對(duì)案例研究鉆孔將予以考慮。案例所示圖 1。 一個(gè)位置公差指定孔位 。三個(gè)定位器 在主基準(zhǔn)面， 兩個(gè)在 副基準(zhǔn)面， 和一個(gè) 在第三基準(zhǔn)面 確定工件的位置。每個(gè)定位坐標(biāo) 與機(jī)床參考系， 由以下 六個(gè)表示 : p1 (x1， y1， z1) p2 (x2， y2， z2) p3 (x3， y3， z3) p4 (x4， y4， z4) p5 (x5， y5， z5) p6 (x6， y6， z6) （ 1） 該方法考慮了不確定性的來(lái)源加工孔的定位誤差的錯(cuò)誤定位的定位器 ， 體積錯(cuò)誤的機(jī)床。模型的最終目的是定義實(shí)際的工件的孔的坐標(biāo)參考系統(tǒng)。模型的輸入包括名義定位器配置 ， 名義上的孔的位置 (應(yīng)該與鉆頭上一致 )和方向 (與鉆的方向應(yīng)該一致 )， 和的特點(diǎn) ， 典型的錯(cuò)誤 ， 會(huì)影響這個(gè)名義參數(shù)。 2.1 定位誤差的影響 6 個(gè)定位器的位置是完全由他們的十八 個(gè) 坐標(biāo) 軸確定的。根據(jù)高斯分布推測(cè)每一個(gè)坐標(biāo)軸受一個(gè)獨(dú)立的行為誤差的影響。 那么實(shí)際的定位坐標(biāo)將確定工件參照系。特別是 ， z 軸構(gòu)成由直線垂直于平面通過(guò)定位器的實(shí)際位置 ， p1， p2 和 p2， x 軸是直線與 z 軸垂直的直線通過(guò)定位器的實(shí)浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 3 際位置 p4 和 p5 和最后 ， y 軸和垂直簡(jiǎn)單的計(jì)算 z 和 x 軸?；鶞?zhǔn)幀的原點(diǎn)可以是得到的三個(gè)平面具有作為法線相交在 x ， y ， 和 z 軸 ， 通過(guò)定位器 p4， p6 和分別 p1。軸的計(jì)算公式向量和原點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)際定位器的坐標(biāo)這里省略了 ，由 Armillotta 僅供參考 。 軸方向向量和原點(diǎn)坐標(biāo)定義齊次變換矩陣pR0， 其允許頻轉(zhuǎn)換鉆尖坐標(biāo)表示在機(jī)床參考幀0P到相同的坐標(biāo)的表示工件坐標(biāo)系0P時(shí)，通過(guò)下式： 0100 PRP p（ 2） 2.2 機(jī)床體積誤差的影響 由于鉆井模擬孔位置偏差操作 ， 即體積誤差的機(jī)床 ， 古典模型三軸 機(jī)床的考慮 27。就會(huì)被假定鉆具軸是一致的機(jī)床 z 軸 ， 這樣 ， 在名義上和條件鉆井作業(yè)開(kāi)始時(shí) ， 其位置可以被定義名義上的孔位和齊次向量 TK 0100 。目的是識(shí)別位置誤差p鉆尖的機(jī)床參考系統(tǒng) ， 和方向錯(cuò)誤d工具的軸。根據(jù)三軸機(jī)床模型是可能的狀態(tài) : 03322110 PPRRRp （ 3） TlzyxP 10 是名義上的鉆尖的位置在機(jī)床參考系統(tǒng) (x， y，和 z 是 機(jī)床軸， l 是 鉆頭長(zhǎng)度 )， TlP 1003 是鉆尖的位置在第三 (z 軸 )參考系， 10R 、 21R 、32R分別 是 沿著 x， y，和 z 軸 的 轉(zhuǎn)換矩陣。這些矩陣有著相似形式，例如 : 100011110xxxxxxxxxxRzxyyxzxyz（ 4） 其中 和 包括平移和旋轉(zhuǎn)誤差 并 沿著 x， y 和 z 軸 （ 例如， xz 是 由于 旋轉(zhuǎn) 誤差沿著 z 軸平移 到 x 軸 ） ?？紤]到 3 個(gè) 變換矩陣，有 18 個(gè) 誤差項(xiàng)。這些誤差 的 體積函數(shù)位置 （ 即沿 著 三個(gè)軸 ） ，但 由于體積 誤差補(bǔ)償，他們的系統(tǒng)組 件 可以忽略不計(jì)，并可以將它們假定為純粹隨機(jī)均值等于零。 由公式 （ 3） 推導(dǎo)出復(fù)合方程式，例如： zyyxyx yyzxxdx xyxyyxyzyxzz 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 4 1yxyxzzzyyx yxzyxlzzxyy (（ 5） yxzxyxyyyyzxyx () yxzzyxyyzzz ()1 )xyzx 然而，一般體積誤差應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沿著軸平移，所以例 （ 3） 的第一組件通常是重要的。最后，假設(shè)鉆孔軸與 z 軸相配合，例 (3)也可以通過(guò)替換方向誤差計(jì)算KPP 30 如果只考慮一階組件，它可以證明p和d與、的線性組合。特別是，我們把 定義為 dp（ 6） 六個(gè)部分向量包含p和d。應(yīng)用例 (3)，忽略二階以上，可以證明 (請(qǐng)注意，由于格式的限制，在例 (7)表明，矩陣在多行壞了一行，所以整個(gè)矩陣線性組合出現(xiàn)在這里 是一個(gè) 6*18 矩陣 )。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 5 Cdzyxzyxzyxzyxzyxzyxlzlzlyllzlzzzzyyyxxxzzzyyyxxx10000000000000000000001011100000000000011100100000000000000000011100000000000000011100000000000000111（ 7） 現(xiàn)在，讓我們假設(shè)每個(gè) 獨(dú)立分布是高斯分布，而且每個(gè) 也是獨(dú)立分布的。然后可能 遵循多元高斯分布，空預(yù)期值和協(xié)方差矩陣可以由公式 TCC 計(jì)算，是 d的協(xié)方差矩陣，它正好是一個(gè) 18 *18 的對(duì)角線，前 9 個(gè)對(duì)角矩陣元素等于 2p，剩下的對(duì)角元素等于 2d。 2.3 加工孔的實(shí)際定位 現(xiàn)在，根據(jù) 2.2 中描述的模型它可以模擬尖端定位和方向，根據(jù) 2.1 并將其轉(zhuǎn)換為所述工件參考系 : dpppKRKPRP100100 （ 9） 這些信息可以在工件參考系中確定進(jìn)入和退出工件孔的位置。點(diǎn) 0P 和矢量 K 定義一條直線，這只不過(guò)是一種孔軸，比如： 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯 6 zyxzyxzyxKKKsPPPPPPKsPP0000（ 10） p 是一個(gè)通用的點(diǎn)屬于 Rs 的一個(gè)參數(shù)。定義 T 板厚度，是可能的計(jì)算的值 s，zP 分別等于 0 和 T: zze ntranc e zze x it KTPs KPs / 00（ 11） 這些值取代例 (10)分別出口和入口點(diǎn)的坐標(biāo)的孔產(chǎn)量。 最后，它可以計(jì)算兩個(gè)出口和入口之間的距離和名義鉆孔的點(diǎn) : e x ite x ite ntranc ePKsPdPKsPd,002001 （ 12） exitP,0定義為孔的退出點(diǎn)。鉆孔軸的位置公差范圍內(nèi)如果孔的距離計(jì)算低于一半的位置公差值 t: 2/2/21 td td （ 13） 3 結(jié)論 這項(xiàng)工作提出了一個(gè)方法的穩(wěn)健設(shè)計(jì)夾具配置考慮到定位器位置的隨機(jī)誤差 (由于定位器安裝在機(jī)表，在不規(guī) 則表面接觸的工件，等等 )和體積誤差采用機(jī)床的操作。 鉆孔作業(yè)被認(rèn)為是簡(jiǎn)單的工業(yè)案例研究。然而，一些簡(jiǎn)單和通用規(guī)則由實(shí)驗(yàn)分析得出 :（ 1） 三分基準(zhǔn)定位器 (的三個(gè)定位器 z 定位器配置 )應(yīng)該涵蓋盡可能多表面接觸。如果更多的配置分享相似