機(jī)械工程英語第二版第二部分完整翻譯(葉邦彥陳統(tǒng)堅主編)

Introduction前言amultitudeofotherimportan要功能方面獲得進(jìn)步，要想懂得CAD/CAM,熟悉數(shù)字電腦的概念和技術(shù)是很重現(xiàn)在數(shù)字計算機(jī)是一部能夠根據(jù)預(yù)定的程序來完成數(shù)字和邏輯運算以及數(shù)據(jù)處.Memory存儲器anarithmetic-logicunit(ALU).這三個組成部分的關(guān)系如圖1.1所示，中央處理器operationsofalltheothercomponents.控制器控制所有其他組成部分的運輸。Itperformanceoftheirfunctions.它通過輸入/輸出端口控ofdata.運算器完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運算。Itadds,subtracts,multiplies,divides,processing.數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)譯成便于向運算器和輸入/輸出設(shè)備傳輸以進(jìn)行處理的字節(jié)devices.最后，輸入/輸出設(shè)備提供電腦和外部世界的交流手段，這種交流通過像閱讀機(jī)、打印機(jī)和出口設(shè)備等外圍設(shè)備完成。Thecomputermayalsobethecomputer電腦也可以通過輸入/輸出設(shè)備與外圍存儲設(shè)備(比如磁帶、磁盤)userdesiresthesystemtoacvarietyofapplications.因為電腦存儲的內(nèi)容你能夠很容易被改變，CentralProcessingUnit理器控制所有系統(tǒng)組成的操作并進(jìn)行數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運算。Toaccomplishreceivingdatawhichecomparisons.Theseoperationsare像加、減和比較的功能。這些功能以二進(jìn)制形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。Thelogicandmaskingdataforarithmeticoperations.當(dāng)指出某些條件時邏輯器能夠改registerconsistsofbinarycellstoholdbitsofdata.計算機(jī)的寄存器是能夠接收、保ComputerProgramming個字所占位數(shù)最少到4個(早期微型計算機(jī))最多到64個(大型科學(xué)計算機(jī))intheformofbinarywordsubtract,loadintomemory,andsoforth.數(shù)據(jù)和程序都以二進(jìn)制碼得形式輸language.Unfortunately,binary-codedinstructionsanddataare.Procedure-oriented(high-level)languages機(jī)器語readers,printers,andCRTconsoles.在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，這種交流是通過輸入/輸出設(shè)備例如讀卡器、打印機(jī)、CRT控制板等完成的。Incomputer-aided自操作的重要的處理變量并提供必需的回應(yīng)以維持有效地處理控制。Intheprocesscontrolsystem.下面的部分我們檢查計算機(jī)過程控制系統(tǒng)的一些重要部canbeclassifiedintothreecategories:這些數(shù)據(jù)可以分成3類：thecomputerandconvprocess.對于控制過程而言，輸出數(shù)據(jù)必須由計算機(jī)產(chǎn)生并轉(zhuǎn)換成制造過程能.Contactinput觸點輸入.Contactoutput觸點輸出.Pulsegenerators觸點輸出ComputerNetworkStructures計Theterm“computernetwork”referstotheNetwork(WAN)andNetworkComputing.自1964年第一次出現(xiàn)以來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)achievementseverinhumanhieverycase.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)幾乎可用于任何事。Theutilizationofcomputernetw三部分的基本關(guān)系，由圖2.1所示。程序輸入到控制單元由送入的程序來引導(dǎo)加工設(shè)備控制。指導(dǎo)程序是一步步詳細(xì)的指導(dǎo)加工設(shè)備的指令。通常指令把主軸上刀具相對于安裝工具的工作臺定位。更多先進(jìn)的說明包括主軸的轉(zhuǎn)速，加工工具的選擇及其功能。程序刻在合適的介質(zhì)中，提交到機(jī)器控制單元中，在過去幾十年中，最常用的介質(zhì)是一英寸寬的打孔紙帶。由于打孔紙帶的廣泛使用，NC有時也叫紙帶控制，然而這是現(xiàn)代數(shù)控使用的誤稱?，F(xiàn)在進(jìn)入使用更多的是磁帶和軟盤。機(jī)器控制單元(MUC)由電子和控制硬件組成，機(jī)器控制單元可以讀出和執(zhí)行指令程序，可以自動改變加工工具和其他加工設(shè)備。執(zhí)行單元是數(shù)控系統(tǒng)的第三基礎(chǔ)部分，執(zhí)行原件是有效執(zhí)行工作的原件，最常見的數(shù)控例子其中的一個加工操作，加工設(shè)備由工作臺和主軸組成，就像用電動機(jī)來驅(qū)動一樣。加工設(shè)備由控制單元來驅(qū)動控制系統(tǒng)的類型。TypesofControlSystems控制系統(tǒng)的類型數(shù)控有2種基本類型，點對點式和輪廓式控制，點對點式控制也稱定位控制，每個軸都是通過絲杠單獨驅(qū)動，根據(jù)加工類型不同，加工速度也不一樣。The機(jī)器開始以最大速度運行來減少非加工時間，但當(dāng)他達(dá)到數(shù)據(jù)定義的位置時，機(jī)器開始減速。因此在一個操作中，如鉆或沖孔操作先定位再加工。在鉆或沖孔之后，迅速收起工具移動到另一個位置重復(fù)此操作。從一個位置移到另一個位置是非常重要的，要遵循一個原則，從效率上考慮只要時間最短即可。點對點系統(tǒng)主要用于鉆，沖孔，直銑操作中。輪廓式也就是連續(xù)路徑式系統(tǒng)，定位和切削同時按不同速度來控制，由于刀具在指定路線運動同時切削，因此速度和運動的同步控制是非常重要的。輪廓式系統(tǒng)常用于車床銑床磨床焊接設(shè)備和加工中心。Movementalongthepath,orinterpolatiocenterofrotationofthetool.Compensationfordifferenttools,differentdiameter沿著路徑的運動或以增量差補是幾個基本方式的一個，在所有的差補中，要控制刀具的回轉(zhuǎn)中心定位，補償可以以不同直徑及刀具磨損，在數(shù)控程序中進(jìn)行改寫。有一些已形成差補方案來處理數(shù)控系統(tǒng)中連續(xù)路徑和加工系統(tǒng)產(chǎn)生的問題包括：1.線性差補；2.圓弧差補；3.螺旋線差補；4.拋物線差補；5.立體差補每一種差補程序都允許程序源產(chǎn)生加工指令，適用于相對少的輸入?yún)?shù)的直線或曲線路徑。儲存在數(shù)控單元中的模塊預(yù)算指引工具沿計算出的路徑運動。線性差補是最基本的差補方法，用于連續(xù)路徑的數(shù)控系統(tǒng)中。兩軸和三軸線性差補路線在實際中有時會分辨出的，但在概念上他們是一樣的，程序源要明確指定直線的起點和缺點及沿直線的進(jìn)給率。差補需計算兩軸或三軸的進(jìn)給速率以達(dá)到設(shè)定的進(jìn)給速度。線性差補用來差補圓是不合適的因為程序源需要明確指定線段部分(線段數(shù)量)和各自的終點來大約模擬圓弧。圓弧差補法已形成他允許程序編程的路徑，使用圓弧只要給定以下參數(shù)，圓弧終點坐標(biāo)，圓心坐標(biāo)，半徑和刀具沿圓弧路徑的走刀方向。圓弧差補也是由許多小的直線段來實現(xiàn)的，但這些小線段的參數(shù)由差補模塊來計算出來的，而不是程序員設(shè)定的。切削是沿著每一小線段一個一個的進(jìn)行以產(chǎn)生光滑曲線路徑。圓弧差補的局限性是圓弧路徑所在平面是由數(shù)控系統(tǒng)中兩軸所決螺旋線差補結(jié)合了環(huán)形差補兩軸在第三軸上做線性運動這樣來定義空間三維螺旋路徑。拋物線差補和立方差補法通過高次高程來實現(xiàn)自由曲線。這通常需要有強的計算能力，正因如此，他不如直線差補和環(huán)形差補常見。他們主要用于汽車工業(yè)中具有自由風(fēng)格的車身面，而這是線性差補和圓弧差補不能精確容易得到的。數(shù)控技術(shù)運用于數(shù)控機(jī)床，這是數(shù)控的主要應(yīng)用?，F(xiàn)在主要用于商業(yè)。我們?nèi)杂懻摂?shù)控系統(tǒng)特別是金屬數(shù)控車床。五種加工程序的每種加工過程都可以在設(shè)計的專門車床上來實現(xiàn)加工。在車床上車削，在鉆床上鉆，在銑床上加工。有幾種類型的磨削方法也要有相應(yīng)種類的磨床。被設(shè)計的數(shù)控磨床可以進(jìn)行下列加工和立式鏜床；5.仿形銑床；6.平面磨和圓柱磨除了上述幾種機(jī)械加工方法，數(shù)控機(jī)床可用于其他金屬加工過程.包括：用于薄片板的金屬板上沖孔的沖壓機(jī)，用于薄片金屬彎曲的折彎機(jī)。數(shù)控技術(shù)的介入到機(jī)加工對機(jī)床的設(shè)計和運用有著顯著的影響。數(shù)控影響之一在程序控制下切削金屬的時間與傳統(tǒng)手動機(jī)床大得多所以對于一些零件如主軸驅(qū)動主軸絲杠磨損更快，這些零件要設(shè)計成持續(xù)時間長第二，增加電子控制單元后設(shè)備成本也隨之增加，因此需要更高的利用率。取代傳統(tǒng)手工操作的一班制，數(shù)控機(jī)床通常采用兩班或三班制來獲得更多的回數(shù)控機(jī)床的設(shè)計中減少了非操作過程的時間如裝卸工件和換刀時間。第三，增加的勞動成本由人工成本變?yōu)樵O(shè)備成本。考慮到人工操作的角色，角色由技術(shù)熟練的工人控制，工件生產(chǎn)的每一個過程變?yōu)橹豢刂蒲b卸換刀和清除碎屑和類似的操作，這樣一個工人可以同時操作兩臺或三臺車床，機(jī)床的角色和功能也改變了。數(shù)控需要設(shè)計成高度自動化具有需要在不同車床加工幾種操作聯(lián)合在一起一定加工這些變化是通過一種新型車床在數(shù)控技術(shù)存在之前是不存在的，他豐富了數(shù)控加工中心tapping,boring,facing,andsimilaroperations.Inaddition,thefeaturesthattypically加工中心是在20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的具有在程序控制下在一個工件上一次裝夾完成幾種不同的加工能力的機(jī)床。加工中心能完成銑，鉆，鉸屑，攻絲，鏜，車端面及一些類似機(jī)加工工作。另外數(shù)控加工中心的典型特征包括以下方面：自動換刀能力：多種機(jī)加工工作意味著需要多種刀具。刀具貝安裝在刀庫或多刀刀庫中。當(dāng)一把刀需要被調(diào)換時，多刀刀座自動旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上。自動化的換刀機(jī)構(gòu)。在程序控制下進(jìn)行，把主軸上需換下的刀和多刀刀座上的刀調(diào)換。工件的自動定位：大多數(shù)加工中心都可以使工件沿著主軸旋轉(zhuǎn)因此允許刀具達(dá)到工件的四個表面。)托架滑動裝置(平板架):加工中心另一個特點是有兩個或多個獨立拖板每個拖板都可以調(diào)整在刀具上。在加工過程中，一個拖板在刀具的前部，另一個拖板在遠(yuǎn)離主軸的安全位置。這樣當(dāng)機(jī)床正在加工當(dāng)前的零件時。操作人員就可以從上一個工作循環(huán)中卸下最終加工好的零件，同時加緊毛坯用于下一個工作循環(huán)。加工中心可以分為立式和臥式。這是參照機(jī)床主軸方向來劃分的。立式加工中心具有軸線相對工作臺垂直的主軸，臥式車床的主軸軸線是水平方向的。這種區(qū)別通常會導(dǎo)致在這些加工中心加工的零件類型不同。立式加工中心用于以上進(jìn)刀的平面工作。例子如圖2.2所示，具有上面提到的一些特征。加工中心的成功應(yīng)用導(dǎo)致了其他類似金屬加工機(jī)床的發(fā)展。例如：在車削中心，把車削加工設(shè)計成一個高度自動化萬能機(jī)床可以完成車削，刨，鉆，螺紋加工和類似的操作數(shù)控的發(fā)展在分批生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)中有著重要意義，從技術(shù)和商業(yè)角度來說都有著重要意義。數(shù)控有兩方面的提高和擴(kuò)展，包括：1.直接數(shù)據(jù)控制；2.計算機(jī)數(shù)字控制Directnumericalcontrol直接數(shù)據(jù)控I直接數(shù)據(jù)控制定義為一個制造系統(tǒng)，一定數(shù)量的機(jī)床有一臺計算機(jī)通過直接硬件連線實時控制。相應(yīng)的磁帶播放機(jī)忽略在直接數(shù)控中，這樣就消除系統(tǒng)中最不可靠的環(huán)節(jié)。不用磁帶播放機(jī)而用電腦信息傳給車床。原則上說一臺計算機(jī)可以控制100臺獨立機(jī)器(DNC系統(tǒng)在1970年稱為可控制26臺機(jī)床)直接數(shù)控(DNC)電腦設(shè)計成在需要的時候提供指令給每一臺機(jī)床，當(dāng)機(jī)床需要控制指令時，計算機(jī)立即發(fā)送指令給機(jī)床。圖2.3說明了DNC的基本配置。這個系統(tǒng)包括4部分：1.中央計算機(jī)；2.大量內(nèi)存，用于存放數(shù)控程序；3.通信線；4.機(jī)床刀具計算機(jī)從海量內(nèi)存中取出部分程序指令送入到需要的獨立機(jī)床中。相應(yīng)的計算機(jī)也接受機(jī)床反饋信息。這種雙工的信息流在實時控制加工系統(tǒng)中出現(xiàn)意味著每臺機(jī)床需要指令的請求能立即得到回應(yīng)。類似的，計算機(jī)必須總是要準(zhǔn)備要接受信息和進(jìn)行回應(yīng)。DNC系統(tǒng)顯著特點是：可以實時控制大量機(jī)床。更具機(jī)器數(shù)量和所需的計算機(jī)程度化。有時需要使用衛(wèi)星計算機(jī)如圖2.4所示。衛(wèi)星計算機(jī)是更小的計算機(jī)，可以分擔(dān)中央計算任務(wù)，減輕其負(fù)擔(dān)。每臺衛(wèi)星控制幾臺機(jī)床。零件加工指令程序由計算機(jī)接受，儲存在內(nèi)存中。當(dāng)需要時衛(wèi)星計算機(jī)發(fā)送指令程序到每個獨立機(jī)床中。來自機(jī)床的反饋數(shù)據(jù)在電腦中央存儲接受之前存儲在衛(wèi)星內(nèi)存中。Computernumericalcontrol計算機(jī)數(shù)字控制由于DNC技術(shù)的介入，在計算機(jī)技術(shù)上得到了很大的發(fā)展。計算機(jī)在尺寸和成本顯著減少的同時，計算機(jī)的能力卻有很大的提高。在數(shù)控中，這些發(fā)展使得由硬件布置的MCU()變?yōu)閿?shù)字電腦控制的控制單元。最早，小型機(jī)在1970年使用。隨著計算機(jī)進(jìn)一步小型化，小型機(jī)被當(dāng)今的微型計算機(jī)控制也是一種數(shù)字控制，它采用微型計算機(jī)作為控制單元。由于數(shù)字電腦DNC電腦接受和發(fā)送指令數(shù)據(jù)都是來自許多機(jī)器，CNC電腦控制只是一個機(jī)器或DNC軟件的發(fā)展不經(jīng)可以控制生產(chǎn)設(shè)備的每個單獨零件，還可以在生產(chǎn)堅固性方componentsintheMCU.Forexample,circularintUnit3數(shù)控編程themostcommonlyusedprocess.ProgrammingforNCmainternalprogrammingdepartment,ontheshopfloinstructionspertaintorelativemovementsbetweentools,andsoon.Travelinstructionspertaintothetypeofinterpolationandsloworrapidmovementsofthetoolorworktable.Switchingcommandspertaintoon/offpositionfodirectionofspindlerotation,toolchanges,workpiece(1)Manualprogramming.Manualpartprogrammincalculatingthedimensionalrelationshipsofthetool,workpiece,andworktable,basedontheengineeringdrawingsofthepart,andmanufacturingoperationstobeperformedandtheirsequencesheetisthenprepared,whichconsistsofthefeeds,depthofcut,cuttingfluids,power,andtoolorworpositionsandmovemenprepared.Usuallyapapertapeisfirstpreparedfortryingoudebuggingtheprogram.Dependingonhowoftenitistobeused,thetmaybemadeofmoredurablemylar.theparticularmanufacturinsometraininginprogratime-consuming,anduneconomicalconsequently,manual(2)Computer-aidedprogramming.Computer-aidedpcoordinatepointsofcorners,edges,andsurfacesofthepart.ProgramminglanguageisthemeansofcommuseofsymbolicCharacters.Theprprocessedinthislanguage,andthecomputerconvertsiapplicationsarecommercially(forAutomaticallyProgrammedTools).Thislanguage,initsexpandedforms,isstillthemostwidelyusedforbothpoint-to-pointaComplexpartsarenowmachinedusinggraphics-based,computer-Beforeproductionbegins,theprogramsshouldbviewingasimulationoftheprocessonamonitororbymakingthepartfromaninexpensivemComputer-aidedpartprogramminghas●Reducedprogrammingtime.Programmingvariables,suchaspower,speeds,feed,toolshshapechanges,toolwear,deflections,andcoolantusTheuseofprogramminglanguagesnotonlyqualitybutalsoallowsformorerpreventsunnecessaryoccupationofexpensivemachineryfordeSelectionofaparticula●LevelexpertiseofthepersonnelinthemanufacturingfacilityBecausenumericalcontrolinvolvestheworkpiecematerialsandprocessingparameters,programmingmustbebyoperatorsorprogrammerswhoareknowledgeableabouttherelevantaspectsofthemanufacturingprocessesbeingused.Beforeproductionbegins,programsshouldbeverified,eitherbyviewingasimulationoftheprocessonaCRTscrematerial,suchasaluminum,wood,orplastic,ratherthanthematerialspecifiedforthefiniNCpartprogramminglanguagestheinitialMITreseTherearefourtypesofstatementsintheAPTlanProgrammingofNCmachinestakestwoforms:manualprograofmanualprogramming.Startingwithadrawingofthemilledpart,theprogrammercreatesaG-codesforthetargetmachiningtooltocsoftwareandpostprocessorsfellthemajorCAMvendors.Thesecondtype,developedbytheCADvendoThischapterdescribesmajordevelopmentsturningcenters,thesemachineshaveflexibilityandverothermachinetoolsdonothave,andtheyhave,consequently,becometheautomated,isdesignedtoperformbasicallyonetypeofoperation.Ithasalseshownthat,inmanufacturing,mostdifferentmachiningoperationsontheirvariousNote,forexample,thatthepartfeaturesandthatallsurfacesonthesepartsrequiredifferenttypesofmachiningoperationhighlyautomated;itisthepriCommonlyusedinhigh-volumeormassproduction.Transferlinesbemachinedarechangedrapidly.Animplate1950s,isthatofmachiniAmachiningcenterisacomputer-controlledmachinetoolcapableofperformingavarietyofcuttingoperationsondifferentThedevelopmentofmachiningcenterisintimatelyrelatedtoadvancesincomputercontrolofmachinetools,ingeneral,aTheworkpieceinamachiningcenteriswords,thetoolsandthemachinearebroughttotheworkpiece.Afterallthecuttingoperationshavebeencompleted,theautomaticallymovesawaywiththefinishedworkpiece,andanotherpalcontaininganotherworkpiecetobemachinedisbroughtintopositionbyautomaticpalletchangers(Fig.4.4).Allmovemcomputer_controlled,andpallet_changingcyservingthemachiningcente.Themachinesvariousautomaticparts,suchasloadingachanger.Dependingonthedesign,upto200cuMachiningcentersmaybeequippedwithatool-and/orpart-checkstationthatfeedsinformationtothecomputer-numdeterminereferencesurfacesoftheworkpiece,fortheselectionoftoolsettings,andfortheon-lineinspectionrelativepositionsarlengthanddiameter,aswbasictypesareverticalspindleandhorizontalspincapableofusingbothaThemaximumdimensionsthatthecuttingtoolscanreacwasfirstusedinconnectionwithindustrialrobVertical-spindlemachiningcenters,orverticalmachsuitableforperformingvariousmachiningAvertical-spindlemachiningcen-spindlemillingmachine,isshowninFig.4.7.ThetoolleftofthefigureandalloperationsaBecausethethrustforcesinverticalmachiningarediHorizontal-spindlemachiningcentersastallworkpiecesthatrequiremachiningwhicharecomputer-controlledlatheswithseveralfeFig.4.8.Thismachineisdesignedwithtwohorizontalturretsequippedwithavarietyofcoperationsonarotatingworkhorizontalspindles.Theyhmachiningallsurfacesofaworkpiece(vertical,horizontal,andefficiently,economically,andwithrepetitivelyaccuracy;dimensionaltolerancesareon+0.0025mm(0.0001in.).movements,andarecapableofquickchangeoverfromonettools,gaging,andtroubleshootingisreduced,soproductivityisimproved,reducinglaborrequirements(particularlyforskilledlabominimizingproductioncoscanattendtwoormorhedetectionoftoolbreakageandwear,aswellasprobesfortoolwearInprocessandpost-processgagingandinspectionofmarenowfeaturesofmachiMachiningcentersareavailableinawidisshowninFig.4.9Notethetwochipconveyorsattparticularconveyorsareofthespiral(screw)type,theycollectchipsMachiningcenterscanrequireproductmadeinmachingcenterstojustifythispbeusedtoproduceawiderangeofproducts,particularlywithjustintimemanufacturing.ofcuttingtoolsrequiredTheproductionraterequired(24)種類的選擇和加工中心的尺寸依賴于以下幾種因素。a.產(chǎn)品的種類，尺寸和模具的復(fù)雜性。b.加工方法的種類及執(zhí)行方式和切削工具的需求次數(shù)。Althoughversatilityistheinvestmentrequiredandcomparedtothecostsofmanufacturingtheproductsusinganumberofmoretraditionalmachinetools.(25)盡管多功能性是選取加工中心的一個關(guān)鍵因素，我們必須考慮到權(quán)衡高“see,"hear",“touch",and"listen”hasbeenufruit.However,thecuofAmericadefinesarobotas“arematerial,parts,tools,orotherspecersofrobotsalsomanufactureNCmachinesorNCcontrollers.工業(yè)機(jī)器人是相對的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是是大多數(shù)機(jī)器人只包含了一條臂而不是擁有人解剖isalsopartofthesystem.I1typicalroboticsystemisshowninFig.5.1.實際的機(jī)器人由帶有腕(或稱為臂)的主機(jī)身和機(jī)器端部的工具(通常是某些的支撐器)組成。機(jī)器人也可能有一個輔助動力系統(tǒng)。機(jī)器人系統(tǒng)還包括一個有一些控制環(huán)模、操作桿、鍵的控制器。一種典型的機(jī)器人系統(tǒng)如圖5、1機(jī)器人特點通常由機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計表現(xiàn)，一個主要框架包括三條移動軸的機(jī)器人稱為笛卡爾機(jī)器人。笛卡爾機(jī)器人它的名字來源于笛卡爾坐標(biāo)系沿三維空間的直線移動。一些笛卡爾機(jī)器人由龍門結(jié)構(gòu)構(gòu)成以便使沿每個軸的偏差最小。這些機(jī)器人稱為龍門機(jī)器人。圖5.2展示了笛卡爾機(jī)器人，這些機(jī)器人的動作控制都相似于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)機(jī)床。龍門結(jié)構(gòu)一般來說是最正確的機(jī)器人實際結(jié)構(gòu)。龍門機(jī)器人通常用于公差較小和位置度要求較高的裝配中。formaterial-handlingoperations.圓柱機(jī)器人由兩個移動軸和一個旋轉(zhuǎn)軸組成，這種機(jī)器人的名稱來源自包圍軌跡(它的功作范圍),它由軸移動的極限位置構(gòu)成。圖5.3展示了典型的圓柱機(jī)器人。圓柱機(jī)器人有許多應(yīng)用，最常見的是材料的搬entofixedstopsorswitchesviasoordertoalterthetasksbpendingonthedesiredsequenceoftasksandswitchstate給機(jī)器人編程為了是設(shè)備具有資格作為機(jī)器人，它必須是容易可再編程的。不可編程的機(jī)構(gòu)，無論其通過重新裝配或再接線可實現(xiàn)的潛在柔性有多大，也不能算坐機(jī)器人。許多這類設(shè)備是固定的或可變的序列機(jī)器人。很多這樣的機(jī)器人是由氣壓驅(qū)動的。這種機(jī)器人借助某種梯形邏輯圖被驅(qū)動至一些固定的擋塊活行程開關(guān)處，而不是控制它的軌跡。雖然梯形圖編程可滿足機(jī)器人的運動要求，但行程開關(guān)和擋塊必須正常的被整體移動，以改變所需執(zhí)行的工作任務(wù)。動力開動或發(fā)動機(jī)打限于相當(dāng)簡單應(yīng)用。throughorpendentteaching,(2)lead-throughleaching,or(3)Jfl傳統(tǒng)機(jī)器人的程序通常采用以下三個形式之一：(1)操作器編程(2)導(dǎo)入式程形式的優(yōu)缺點依不同的應(yīng)用而不同joint—interpolanottrue..操作器編程最常用的機(jī)器人編程方式，這種類型編程，Apendant通常包括幾個用于使機(jī)器人在它工作范圍移動的操作桿。在每個工序的終點，機(jī)器人的位置被保存。像數(shù)控機(jī)床一樣，一些機(jī)器人允許編程人員選擇定義兩點間路線。另外，這些機(jī)器人被稱為連續(xù)路徑系統(tǒng)。不允許用戶指定路徑系統(tǒng)稱為點到點系統(tǒng)。許多連續(xù)路徑機(jī)器人允許用戶定義在兩個主要點之間連線的路徑。那么,用戶可以定義直線、圓弧的、指定某一位置的路徑。在直線路徑中，機(jī)器人在笛卡爾空間中，以直線兩兩端點移動。顧名思義，圓弧運動就是在某一主平面上沿圓弧運動。機(jī)器人以插入某處方案執(zhí)行路線很不容易確定。在接點插補中，機(jī)器人的每一關(guān)節(jié)都以一恒定速度移動以保證所有的軸同時啟動和停止。對于笛卡爾機(jī)器人，直線和結(jié)點插補方案產(chǎn)生相同的路徑。對于其他類型機(jī)器人系統(tǒng)，這不成立。操作器編程系統(tǒng)通常提供允許編程人完成輔助操作的命令，如關(guān)閉終端，等待，暫停，檢查一種或幾種轉(zhuǎn)換狀態(tài)，返回全部狀況給機(jī)床，等等。編程人員使機(jī)器人走過要求完成一項工作的必要步驟，保存每一中間步驟和輔助的信息。用于給fanucM1機(jī)器人編程的操作器，如圖5.4所示。thet)rogram-majoradvantagesofusingrobots.導(dǎo)入式程序是最簡單的機(jī)器人程序設(shè)計過程之一。顧名思義，編程人簡單實際的是機(jī)器人沿著路線輪廓移動。機(jī)器人控制器反饋它的位置并且像編程人一樣引導(dǎo)機(jī)器人完成操作。當(dāng)編程人員負(fù)責(zé)引導(dǎo)機(jī)器人完成必要動作時，動力降低以便機(jī)器人不產(chǎn)生傷害操作人員。盡管導(dǎo)入式編程是最容易學(xué)的程序語言，但它也反映了一些機(jī)器人應(yīng)用的限制，例如，當(dāng)機(jī)器人正在進(jìn)行操作時，操作人員搬運機(jī)器人。齒輪，電動機(jī)和絲杠會引入錯誤的運算讀數(shù)值，這樣當(dāng)機(jī)器人的重量，也許是工件的重量必須由系統(tǒng)承擔(dān)時，端部執(zhí)行器的實際位置可能與機(jī)器人的訓(xùn)練位置有很大差異。這種方式的另一個問題是由于在機(jī)器人的位置和速度被記錄指引通過期望的路徑是，大量的數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生，這些數(shù)據(jù)不需存儲后調(diào)用，存儲和從新調(diào)用的空間和時間可能會引起匯編器問題，也許與導(dǎo)入方程式協(xié)調(diào)的主要問題是引導(dǎo)機(jī)器人完成工藝過程的人能夠做有限的準(zhǔn)確可能引起工藝過程的不協(xié)調(diào)，人為錯誤和不準(zhǔn)確性削弱了使用機(jī)器programming,AR-Basi(3)Inputandoutputcontroldata脫機(jī)程序?qū)C(jī)器人來說是相對較新的技術(shù)，它能夠提供導(dǎo)入式和控制板編程的一些優(yōu)點。脫機(jī)程序的規(guī)律與對數(shù)控技術(shù)應(yīng)用脫機(jī)語言類似。幾種脫機(jī)語言已經(jīng)在美國的主要大學(xué)和工業(yè)種發(fā)展。這些語言主要有unimation的VAL,美國機(jī)器人協(xié)會的ar-basic,microbot,lnc的arm-basic和ibm的ami,以ar-basic為例解釋說明脫機(jī)語言，ar-bisic允許用戶定義機(jī)器人的位置X,Y.z,R,P,Y控制機(jī)器人的運動輸入輸出控制數(shù)據(jù)ar-basis系統(tǒng)的細(xì)化，他采用的許多相同的功能采用了我們熟悉的basic程序語言，在ar-basic中，點和刀具定義為初始化數(shù)據(jù)點由以下協(xié)議定義X,,y,z表示由端部執(zhí)行器占據(jù)笛卡爾空間，rpy表示刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)給和yaw.每個點的定義既可以是絕對的夜可以是相對的(也和數(shù)控機(jī)床有相似的規(guī)則)刀具定義命令常用于定義操作要求的所有刀具的位置，刀具定義指定機(jī)器人面板的中心，包括等定義點相同的六個數(shù)據(jù)(1)Definethetypeofpathtotaallel,orseriall/Upor機(jī)器人通過運動控制命令執(zhí)行運動，運動命令允許編程人定義采取的路徑類型(直線，圓弧，結(jié)點插補)定義刀具的最終速度定義參考柜架定義刀尖的類別AR-Basic也允許程序編譯人員輸入，輸出數(shù)據(jù)到與機(jī)器人連接的設(shè)備，模擬的數(shù)字信號可以傳送到?！獢?shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器并行的或串行的I/0口。表5—1是點和刀具定義的舉例。表5—2舉例說明了AR-Basic的運動控制。cycle.(成組技術(shù)是一個制造業(yè)的哲學(xué)概念，它涉及到具有相似或相關(guān)屬性零件生產(chǎn)的設(shè)計制造過程中)需要特殊加工的零件成組而被第一次提出的)HewasfollowedbytheJonesand的思想，他們用粗糙的成組技術(shù)形式生產(chǎn)工具)Theirmanufacturingapproachandminimizingtheroutingpaths.(他們使用這一原理的生產(chǎn)方法就是以產(chǎn)品來劃分部門，而不是以工藝或縮短路徑來劃分部門)Today,grouptechnologyis的優(yōu)勢進(jìn)一步實施)grouptechnology:(現(xiàn)在制造工業(yè)正在接受由日益激烈的國際化競爭和多變的市場要求帶來的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)可以用成組技術(shù)成功地解決，如下所列：)manufacturedpartswillbeinsmalllotsizes.(工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的趨勢是產(chǎn)品的品種更加多樣而每種產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量減少，以此來滿足當(dāng)今繁榮社會不斷增長的專門訂貨。換句話說，工廠中分批式生產(chǎn)的比例越來越高，預(yù)計將來全部的75%是小批車間機(jī)構(gòu)變得越來越低效和過時，因為產(chǎn)品在不同的工具部傳送的時候浪費時(有必要把設(shè)計和制造的階段集成在一起可以減少訂貨至交貨的時間，這樣可以在國際化市場上具有競爭力)"reinventingthewheel",orduplicatingengineeringefforts.(關(guān)于產(chǎn)品designwork.(一旦要求設(shè)計某一個零件，這個零件首先被編碼，然后檢索存儲productiontoolsandwork-holdingdevices.(此外，成組技術(shù)可以促進(jìn)生產(chǎn)工具和工件夾持裝置的標(biāo)準(zhǔn)化)required.(因為工件被分成了類別，對工件夾持setupforeachoftheindividualpar類的所有零件，而不是只對單個零件適用)(3)Moreefficientmaterialhandling.(更高效的物料輸送)Whentheplantlayoutisminimalroutingpathsofpartsbetweenmachinetoolsachievedinthiscase.(基于clearlyillustratedinFig.6.1的很亂的布局形成了對比!)(4)lmprovingeconomiesofbatch-typeproduction.(提高分批式生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效seeminglywithnothingincommon.(通常，分批式生產(chǎn)包括各種各樣的不標(biāo)準(zhǔn)零只有在大量生產(chǎn)時才可以取得經(jīng)濟(jì)效益)part.(將工件分族可以降低安排任務(wù)的難度)(6)Reducedwork-in-processandleadtime.(減少在制品和訂貨至交貨的時間)material-handlingtime.(WIP源于減少了安裝和原材料處理的時間)Inothermaterialhandlingiscarriedoute要較多的在制品，這對庫存換新率及現(xiàn)金的周轉(zhuǎn)率產(chǎn)生不利的影響)Also,leadprocess-typelayout.(而且，基于成組技術(shù)的車間產(chǎn)品的訂貨至交貨的時間比基于過程的車間快得多)(7)Fasterandmorerationalprocessplanning.(更快更理智的過程設(shè)計)Grouptechnologypavesthewayforautomatedprocessplanning.(成組技術(shù)詳細(xì)的加工計劃儲存在編碼里面并且很容易被取出)數(shù)字化計算機(jī)執(zhí)行某些職能的技術(shù)。這項技術(shù)正在向設(shè)計制造更高的一體化發(fā)供給未來的計算機(jī)集成化工廠技術(shù)基礎(chǔ)。計算機(jī)輔助設(shè)計可以定義為使用計算機(jī)系統(tǒng)來協(xié)助一個設(shè)計方案的形成，修改，分析及優(yōu)化creation,modification,anal計算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成來進(jìn)行公司特定用戶需要的專門設(shè)計功能。cad硬件通常包括計算機(jī)，一個或多個圖形顯示終端，鍵盤，和一些其他的外圍cad軟件是由計算機(jī)指令組成，他在系統(tǒng)中加上一些應(yīng)用程序?qū)嵤┯嬎銠C(jī)繪圖從而給用戶電腦的工程功能提供便利。例如，這些應(yīng)用程序包括應(yīng)力應(yīng)變分析組件，動態(tài)反應(yīng)機(jī)制，熱傳遞計算，和數(shù)控編程的一部分。該應(yīng)用程序的內(nèi)容將會隨著企業(yè)用戶的不同而變化，這是因為他們的生產(chǎn)線，生產(chǎn)工藝和消費者市場不同。這些因素導(dǎo)致對cad系統(tǒng)要求的不Compuer-aidedmanufacturin計算機(jī)輔助制造(CAM)可以被定義為利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃，管理和控制一個制造工廠通過計算機(jī)將接口直接或間接的計算機(jī)將接口和工廠生產(chǎn)資源，正如所指出的定義，計算機(jī)輔助制造的應(yīng)用被歸結(jié)為兩大類；directorindirectco(2)Manufacturingsupportapplications.Th造業(yè)應(yīng)用支持.enhanceproductivity.Cad、cam可以推導(dǎo)出一整組全新的繪圖原理，他們都能夠提高生產(chǎn)率。thatmakenewandusefuldraftingtechniquesauforeasyidentification;butthesegmentscanstillbeoutpupiece,whichillustratestheentiredrawingatonce.Themethodisanalogoustothe例如，現(xiàn)在市場上大部分系統(tǒng)都有一些能自動生成新的有用的繪圖技術(shù)的內(nèi)置功能。例如，分層法能夠使起草者在可以被分開儲存易于識別的邏輯段內(nèi)作圖，但這些段仍然可以一起輸出，在一個單獨的片內(nèi)就可以立刻顯示整個繪圖。這種方法類似于我們經(jīng)常在生物練習(xí)上看到的解剖圖，骨骼，神經(jīng)，內(nèi)部器官，血管和肌肉分別由具有不同顏色的塑料所替代。他們被看做個體，或者把他們疊加在一起，來顯示各個部件之間是如何相匹配的。通過圖象系統(tǒng)來分層設(shè)色，采用相同的原則，除非覆蓋物是邏輯的而不是非物理的。諸如此類的應(yīng)用有很多。分層也可用于區(qū)分英文和數(shù)字維度信息，數(shù)據(jù)信息。文本信息，電子需要鋸錘測探、機(jī)械部件路徑等。結(jié)果是清晰、明了的圖樣在繪圖方面提高生產(chǎn)效率的另一個例子是自動生成設(shè)計圖的輔助試圖，通過按適當(dāng)?shù)逆I或輸入正確的指令，設(shè)計圖可以朝一個方向或另一個方向旋轉(zhuǎn)90度，三維設(shè)計圖可以繞任意坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，或顯示其任意一個投影圖。這個潛力死無窮無盡的。只有當(dāng)系統(tǒng)的管理理念是有限的才會限制生產(chǎn)率的增長。舉另一個例子，想想一個專門從事設(shè)計倉庫的建筑公司的起草中心，設(shè)計工作較多的是重復(fù)的，可以從一個工作轉(zhuǎn)到另一個。在這種情況下，每張圖的標(biāo)準(zhǔn)部件可由生成宏指令自動生成，這些宏指令只不過是一組串起來的繪圖系統(tǒng)的指令，他們可以作為獨立的單元來使用。例如，一個標(biāo)準(zhǔn)的平面圖和標(biāo)準(zhǔn)的樓梯，或者一個標(biāo)準(zhǔn)的門和門框。這個系統(tǒng)可以在幾秒鐘之內(nèi)做這個工作，起草者就不用再每次需要插圖一個圖的時候重新做那個部分的設(shè)計了。philosophiesarelimited.Asanadditionalarchitecturalfirmthatspecializ其他的宏程序可能是有用的。一組指令可能被組合在一起自動的把一個圖紙的尺寸從英尺改成公尺或者是延展一整個圖紙，把它旋轉(zhuǎn)到預(yù)定的方向，或者生成一個復(fù)雜的工程圖紙的材料清單。system.Whenthedrafterreceivesajofthedesignthatarenotconsisten進(jìn)一步說，整套設(shè)計方案可以保存在系統(tǒng)中，當(dāng)起草者接到一份和他儲存的設(shè)計極其類似的工作時，他只要把它檢索出來，把它放到工作方案中，修改一下和這份新工作中不太相關(guān)的部分。從而加速了生產(chǎn)率的提高。原來的工作加快了，那個工作，反過來說又進(jìn)一步加快了下一個工作，這說明有必要保持一個可以讓用戶輕松訪問的完整的和最新的資料庫。其它分析的好處：CAD/CAM也可以通過其它方式影響一個公司的工程系統(tǒng)，它能把所有的物理過提高了確保質(zhì)量的技術(shù)，自然而然的適合于保持精度完善文件材料，并且保存了零件的數(shù)量與材料清單的精確記錄。appropriatestandardizationofthosemetInotherwords,cad/camwillhighlighttheinadequaciesoftheweakestareasofwork.Whensuchunsatisfactoryresultsoccur,thefingerisof施CAD/CAM系統(tǒng)是不僅評估技術(shù)的需要很重要，而且對于期望提高Ifmanagementisunwillingtoevaluatetheexistingoperatingconditions,standards,andprocedures,theimplementationofverylikelytofail-foranumberof標(biāo)準(zhǔn)操作條件的評價將直接給提高這些工藝過程提供意見，即使是CADCad/camtechnologyThefirstapplicationsTodaythereare4differentkindsofcad/camvendorsinthemarketplace.Thirdarethenew,enterpreneurial他們的市場占有率僅為5%,但是每個公司都擅長為部分Doingbusinesswitheachoftheseve和任意一種銷售商做生意都有利有弊，大公司不handlingsystem,acommonhierarchicaldigitalpreprograndomlyprocessagroupofparts,havingautomatedmaterialhandlingandcentralcomputercontroltodynamicallybalanceresourcemixes,andlevelsofoutptoautomaticallypeconomicsofscaletobatchwork.Acentralon-linecomputercontrolsworkstations,andthetransferofcomponentsandtooling.theproductionofawiderangeofproductsinsmallnumbers.(5)Aprocessundercontroltoproducevarietiesofcom(6)Atechnologywhichwillhelpachievbetterresponsetimes,lowerunitimprovedlevelofmanagementandcapitalcRegardlessofhowbroadlyornarrowlyFMSisdefined,severalkeyitemsemergeascriticaltoageneraldefinitionofFMS,andrepeatWordslikeNCmachinetools,automaticflexibleallserveFlexiblemanufacturingaffordsuserstheopportunitytoreactquicktochangingproducttypes,mixes,andutilizationandpredictablecontroloverhardAlthoughFMSprovidesusersjustify.LimitationsandalternativesmustbeweighBasically,anFMSismakeupofhardwpalletqueuingcarrousels(partparkinglots),materialhandlingpartcleanings托盤排隊旋轉(zhuǎn)系列(部分停車場),物料搬運設(shè)備(機(jī)器人或自動導(dǎo)引車),中央trafficmanagementsoftware,tfiles,andsophisticatinFig.8.1.Inthe1950s,arevolutionaryAtthetime,thisconceptofhigh-rise,high-densitystorageandretrievalwasconsideredaradicalchangeininventorymanagecontrol,ratherthanarevolutionarybreakthrough.ASRSs,areautomatedinventory-handlingsystemsTypically,theycontaintall,veForthemostpart,ASRSsarestrictlywarehousetoolsthattrackincomingmaterialandcomponents,storeparts,tools,andfixturesretrievethemwhennecessary.Thegoalofanautomatedstorageandrofmaterial,andtheyhaveaislecomputer-assignedlocation,anddeliversinFig.8.2.Stackercranesareratedintermsoinfeetpersecond.CranesarecapableofsimultaneousverLoadsmustbepres