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2017年5月31日

數控機床回轉軸的環抱式定位夾緊機構

環抱式定位夾緊是通過夾緊套或環形剎車片在徑向方向上作用于旋轉軸的圓周表面，從而產生摩擦扭矩對回轉軸進行角度定位的夾緊方式。目前常見的環抱式定位夾緊機構主要有液壓夾緊套和氣壓抱閘2種。液壓夾緊套的工作原理是將油壓至抱閘套筒壁的密封之間毫無損失地轉換成徑向夾緊力，并使套筒內壁作用于回轉軸的外圓周表面，從而產生摩擦扭矩的夾緊方式，如圖7所示。被夾緊的元件在夾緊定位發生時，既不會產生向推動，也不會產生扭曲，當油壓完全卸荷，套筒彈回最初狀態，再次釋放部件。此類夾緊機構的特點是結構緊湊，夾緊扭矩大。其夾緊扭矩可根據下式估算：由式(4)可以得出，徑向液壓夾緊方式的夾緊扭矩與抱閘的作用面積、作用壓力以及抱閘和被夾緊面的摩擦系數成正比。圖8為我公司“十一五”重大專項AC軸雙擺角數控萬能銑頭項目樣機MH30fhc的C軸回轉機構。回轉單元主要采用力矩電動機串聯式驅動結構。其夾緊定位機構采用的是液壓夾緊套的定位夾緊方式，夾緊套的筒壁直接作用于隔套的外圓周，較直接作用于外轉子表面具有更大的作用面積，獲得了理想的夾緊扭矩。將驅動系統和夾緊系統較好地融合在了一起。此外，液壓夾緊套直接作用于隔套的外圓周，而不是作用于力矩電動機的外轉子，也降低了電動機損壞的風險。與液壓夾緊套的夾緊方式類似，氣動抱閘也是利用環形剎車片作用于回轉軸的圓周表面，從而產生摩擦扭矩，達到回轉軸定位夾緊的目的。圖9為HEMA公司的內圓周被動式氣壓抱閘的原理，OPEN口通入空氣時，彈簧皮腔彎曲弓起，并連帶引起環形剎車片與回轉軸的分離，回轉軸得到釋放，當壓縮彈簧的空氣由OPEN口排放或皮腔外部腔體由CLOSE口充氣增壓時，皮腔得到放松并伸展，從而環形剎車片夾緊回轉軸。氣動抱閘雖然在大夾緊扭矩的獲得上效果不如液壓夾緊套，但其具有反應速度快、安裝簡單和清潔度高的優點，尤其值得一提的是，此類氣動抱閘本身還具有安全夾緊的功能，當系統掉電時，氣源消失，彈簧會恢復形變，抱閘自動夾緊回轉軸，能夠有效防止系統失去動力后回轉軸由于自身重力或磁力作用產生難以預料的動作造成刀具或工件的損壞。

2017年5月31日

機床橫梁升降裝置的結構組成和工作過程介紹

新型橫梁升降裝置主要由橫梁升降雙邊同步驅動機構、橫梁升降雙邊同步檢測機構、橫梁升降雙重制動結構組成，其中橫梁升降雙邊同步驅動機構的結構是: 橫梁1位于左立柱5和右立柱8的前導軌上，左橫梁進給箱2安裝在橫梁I左側的下端面上，左滾珠絲杠4位于左立柱5導軌的左側，右橫梁進給箱6安在橫梁1右側的下端面上，右滾珠絲杠9位于右立柱8導軌的右側。失電制動器17安裝在左橫梁進給箱2、右橫梁進給箱6的下部，伺服電動機25安裝在失電制動器17的下部，聯軸節18上端花鍵孔與軸齒輪16下部花鍵配合聯接，聯軸節18下部定心孔與伺服電動機25輸出軸過盈配合聯接，兩個軸齒輪16同時與齒輪14嚙合，軸齒輪15與齒輪13嚙合，軸齒輪12與齒輪11嚙合，軸齒輪10與軸齒輪24嚙合，軸齒輪24與齒輪23嚙合，齒輪23的定心內孔套在左滾珠絲杠4、右滾珠絲杠9的外圓柱面上，聯軸節22的上端面與滾珠絲杠螺母21下端面固定聯接，聯軸節22下端的外齒輪與齒輪23上部的內齒部分嚙合，滾珠絲杠螺母21裝在左滾珠絲杠4和右滾珠絲杠9上，承重軸承20裝在滾珠絲杠螺母21的上端面上，承重套19的下端面壓緊承重軸承20的上環，承重套19的上端面與橫梁1固定聯接。左右橫梁升降同步驅動機構的工作過程是:按下按鈕站橫梁升降起動按鈕，左橫梁進給箱2的2臺伺服電動機25和右橫梁進給箱6的2臺伺服電動機25共4臺伺服電動機同時旋轉，4臺伺服電動機25輸出軸通過聯軸節18帶動4個失電制動器17和4個軸齒輪16旋轉，即左橫梁進給箱2和右橫梁進給箱6中每個箱的2個軸齒輪16同時與齒輪14嚙合，軸齒輪15與齒輪13嚙合，軸齒輪12與齒輪11嚙合，軸齒輪10與軸齒輪24嚙合，軸齒輪24與齒輪23嚙合，通過以上齒輪傳動將伺服電動機25的扭矩傳遞給齒輪23,齒輪23通過聯軸節22帶動滾珠絲杠螺母21和承重軸承20旋轉并沿左滾珠絲杠4、右滾珠絲杠9的軸向作升降進給運動，滾珠絲杠螺母21通過承重軸承20,承重套19帶動橫梁1作升降進給運動。左右橫梁升降制動結構的制動過程是:按下按鈕站橫梁升降停止按鈕，左橫梁進給箱2的2臺伺服電動機25和右橫梁進給箱6的2臺伺服電動機25共4臺伺服電動機25和4個失電制動器17同時制動，已經制動的4臺伺服電動機25輸出軸通過聯軸節18制動4個軸齒輪16，同時4個失電制動器17直接制動4個軸齒輪16，即左橫梁進給箱2和右橫梁進給箱6中每個箱的2個軸齒輪16同時制動齒輪14，通過軸齒輪15與齒輪13嚙合，軸齒輪12與齒輪11嚙合，軸齒輪10與軸齒輪24嚙合，軸齒輪24與齒輪23嚙合，通過以上齒輪傳動將伺服電動機25的制動扭矩傳遞給齒輪23，齒輪23通過聯軸節22制動滾珠絲杠螺母21、橫梁1。在機床斷電情況下，在4臺伺服電動機25出現制動故障時，4個失電制動器17通過以上制動過程可以獨立制動橫梁1，起到雙重制動保護橫梁的作用，有效地防止橫梁1滑落事故的發生。左右橫梁升降雙邊同步檢測機構的工作過程是:橫梁1在左立柱5導軌上進給運動的實際位置信號通過左光柵尺3反饋給數控系統，橫梁I在右立柱8導軌上的實際位置信號通過右光柵尺7反饋給數控系統，數控系統根據左光柵尺3和右光柵尺7反饋的信號相應控制左橫梁進給箱2和右橫梁進給箱6上的伺服電動機25旋轉，使左、右滾珠絲杠上的滾珠絲杠螺母21同步旋轉，使橫梁1在左立柱5和右立柱8導軌上全行程上移動時傾斜小于0.03 mm.

2017年5月31日

90°正弦槽輪翻轉機構的技術創新

1、問題的提出及技術分析在汽車零部件及其他加工自動生產線中，經常需要將工件或夾具翻轉(或回轉)90°。這種需要往往通過伺服電動機、90°回轉油缸及直線油缸加齒輪齒條機構馭動來實現。上述機構它們各自有不同的優缺點，具體分析如下:(1)伺服電動機驅動翻轉機構。這是隨著數控加工中心機床的普及而發展起來的現代機構，其翻轉角速度可控，因此運動平穩.在完成翻轉結束后沒有沖擊現象，定位精度非常高。但是伺服電動機對工作環境要求高，且造價也高。(2)直線油缸加齒輪、齒條機構W動的翻轉機構。這是目前普遍使用的翻轉驅動機構。其結構簡單、制造容易、造價低廉，但是啟動和停止時沖擊比較大，經常損壞機件且定位不準。(3)采用90°回轉油缸驅動的翻轉機構。這種機構造價低于伺服電動機驅動回轉機構，高于直線油缸加齒輪齒條機構馭動。回轉油缸往往需要國外采購，采購周期比較長。它在回轉過程中基本是等速運動，雖然在兩端設有緩沖機構，還是避免不了啟動和停止時沖擊大及經常損壞機件及定位不準的問題。通過對上述翻轉驅動機構分析后，不難看出設計一種新型正弦梢輪翻轉機構，要求造價低、啟動和停止平穩、定位準確可靠是十分必要的。2、技術創新圖1是自主創新設計的有完全知識產權的正弦槽輪翻轉機構。它包括驅動箱體、直線油缸、齒條、齒輪、齒輪軸、翻轉支架、翻轉軸、槽板、滾輪、擺桿和翻轉平臺。其構造為:翻轉平臺11緊固在翻轉軸6中部;翻轉軸6兩端通過軸承分別支撐在馭動箱10和翻轉支架5上;而驅動箱體10和翻轉支架5安裝在固定不動的基礎上;翻轉支架6在左側，驅動箱體10在右側;驅動箱體10上部通過軸承安裝翻轉軸6，翻轉平臺11固定在翻轉軸6上;在驅動箱體10中通過軸承安裝與翻轉軸6平行的齒輪軸3;在齒輪軸3上面固定齒輪4和擺桿9，齒輪4與直線油缸1活塞桿聯接的齒條2嚙合，直線油缸1位于馭動箱體5的底部;在擺桿9的端部裝有滾輪8,槽板7固定在翻轉軸6上，滾輪8的外圓柱面與描板7上的徑向直格滑動配合，并可沿著槽板7上的直槽移動。其工作原理是:通過齒輪、齒條副將直線油缸的直線運動轉變為齒輪軸的回轉運動，再通過正弦槽輪機構(即由槽板7和擺桿9構成的運動副)將勻速回轉運動變成變速回轉運動;這個變速回轉運動驅動支撐在翻轉支架5和驅動箱10上部的翻轉軸6帶動翻轉平臺完成90°翻轉運動。90°正弦格輪翻轉機構的新穎之處是將勻速直線運動轉變為翻轉平臺按正弦曲線變化的回轉運動(其運動曲線見圖2)，使得翻轉軸在啟動和停止瞬間其角速度為零。而翻轉軸回轉在0°-45°之間時，其角速度是按正弦曲線由零角速度加速;在45°- 90°之間時，按正弦曲線減速至零角速度，完全消除了翻轉支架在啟動和停止時的沖擊現象。梢板7上的徑向直柑下部在工作區域外做了與滾輪8外圓母線的回轉運動軌跡一致的弧面修形處理(見圖3),即便擺桿9在0°和90°的位置有過沖現象時，也不會影響翻轉支架的準確定位，因此，翻轉平臺在翻轉到位后非常平穩、毫無沖擊現象，定位精度非常高。3、應用前景90°正弦槽輪翻轉機構現已完成制造與裝配，它將用于的缸體粗加工生產中。這種機構可廣泛用于各類生產線需要工件翻轉的場合，有粉廣闊的應用前景。此機構于2012年8月申請實用新型專利。

2017年5月31日

銑齒機加工中心加工螺旋錐齒輪

螺旋錐齒輪是高精密設備的重要零部件。螺旋錐齒輪傳統的加工方法是采用銑齒機加工中心，一般都是大批量的生產。由于生產不同規格的螺旋錐齒輪需要不同的模具，使得單件、小批量生產制造成本很高，并且生產周期長，企業不能適應向單件、小批量的生產模式的轉變。針對此問題，本文采用逆向工程對螺旋錐齒輪進行三維模型重建，并在原有的螺旋錐齒輪基礎上進行二次創新。與傳統的加工方法相比，逆向造型不僅縮短開發周期，降低成本，還使得企業更好地適應.單件、小批量、多品種的生產模式要求，增強企業的競爭力。逆向工程(Reverse Engineering, RE)，也稱為反求工程，是從實物樣本獲取產品數據模型并制造得到新產品的相關技術。逆向工程技術目前已廣泛應用于產品的復制、仿制、改進和創新設計，是消化吸收先進技術和縮短產品設計開發周期的重要技術手段。現代逆向工程技術除廣泛應用于模具、機械、汽車、摩托車、家電、玩具等傳統領域之外，在醫學、文物、多媒體、動畫及藝術品的仿制和破損零件的修復等方面也具有很大的實用價值。對螺旋錐齒輪采用逆向造型，方法如下：先利用掃描儀對螺旋錐齒輪進行數據采集，然后利用Geomagic Studio, Imageware軟件對采集到的數據進行處理，最后根據處理后的數據對螺旋錐齒輪進行模型重構，從而實現螺旋錐齒輪的逆向造型。螺旋錐齒輪逆向造型流程如圖I所示。

2017年5月31日

聯動輔助支承機構

機械加工時由于被加工件工藝性不好，加工中心區域無定位基準面不能安裝定位支承塊，加工剛性很差，這時往往需要增加輔助支承塊來增強系統剛性;甚至某些加工區域空間很小，定位支承塊不僅不能安裝，而且還需要兩處輔助支承點才能保證系統剛性。而通用的輔助支承機構，當空間位置受限制的情況下則顯得結構龐大、不實用。 1聯動輔助支承機構根據上述情況，設計開發了如圖1所示的聯動輔助支承機構。此機構兩支承點距離最小可達85 mm,當然兩支承距離及拉桿粗細可根據實際需要自行設計。其工作原理如下:動力油缸活塞桿1通過接頭2推動拉桿9，在彈簧3彈力作用下，兩楔塊在本體方槽內向前滑動，楔塊上方的T型斜槽推動兩導桿12在導套11內上移頂柱工件。加工完畢松開時，拉桿9臺肩及擋圈6帶動滑塊后移，導桿12帶動頂頭13下移松開工件，由于有彈簧3的作用兩導桿12不會完全脫離楔塊8。另外為便于安裝連接油缸活塞桿I與拉桿9的結頭2，蓋板14與蓋板15做成分體結構。2結語該結構避免了傳統輔助支承結構繁瑣、龐大的缺點;采用聯動輔助支承，解決了空間位置小，需多點支承增系統剛性的問題。該結構簡單、緊湊，構思巧妙，而且占有空間小具有一定的應用推廣價值。

2017年5月31日

數控機床名詞解釋

諧波齒輪傳動主要由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪3個基本構件組成，是一種靠波發生器使柔性齒輪產生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來傳遞運動和動力的齒輪傳動。柔性齒輪在波發生器作用下能產生可控彈性變形的薄壁齒輪。剛性齒輪相對于柔性齒輪而言，它和普通齒輪一樣，工作時保持其原始形狀的齒輪。畸變在傳動機構超載的情況下，柔輪齒圈壁厚中性層的實際廓形相對其空載下的原始廓形產生偏離現象。跳齒現象因超載或設計制造不當，在嚙合中柔輪齒從剛輪齒中滑脫的現象。柔輪齒圈壁厚中性層設定于柔輪齒圈斷，平分齒根至柔輪內壁距離所在的曲面。柔輪長度筒形或環形柔輪的總長，對于杯形柔輪或其他柔輪指頂端至簡底外表面的長度。齒嚙式聯接柔輪筒壁與輸出聯接盤以相同齒數的內、外齒圈，構成同步嚙合運動的聯接形式。蝸桿只具有一個或幾個螺旋齒，并且與蝸輪嚙合而組成交錯軸齒輪副的齒輪。其分度曲面可以是圓柱面、圓錐面或圓環面。變速比修形蝸桿傳動蝸桿加工時，刀具傳動瞬時角速度隨蝸桿轉角按一定規律連續變化的修行蝸桿與配對蝸輪的直廓環面蝸桿傳動。中間平面垂直于蝸輪軸線并包含蝸桿副連心線的平面。當蝸桿與蝸輪的軸線呈直角交錯時，蝸桿軸線在中間平面內。嚙合節點蝸桿與其配對蝸輪連心線上的一個點，在該點上蝸桿理淪螺旋面沿自身軸向的平移速度等于蝸輪的圓周速度。漸開線蝸桿基圓柱面與蝸桿同軸的一個圓柱面，形成漸開線圓柱蝸桿齒面(漸開螺旋面)的成形線在此圓柱面上作純滾動。分度圓齒距蝸輪上，兩個相鄰的同側齒廓之間的分度圓弧長。蝸輪分度圓齒距等于其配對蝸桿的軸向齒距。帶傳動由柔性帶和帶輪組成傳遞運動和(或)動力的機械傳動，分摩擦傳動和嚙合傳動。同步帶傳動由同步帶和同步帶輪組成的嚙合傳動，其同步運動和(或)動力是通過帶齒與輪齒相嚙合傳遞的。導輪定義I:在半交叉傳動或角度傳動中，引導帶的運動方向，使其導人邊對準輪寬的中心平面的空轉帶輪。定義2:在液力變矩器中，能使工作液體動過矩發生變化，但又不輸出也不吸收機械能的不轉動葉輪。定義3:無心磨削時軸向送進工件并使其旋轉的零件。張緊輪為改變帶輪的包角或控制帶的張緊力而壓在帶上的隨動輪。滑動率傳動中由于帶的滑動引起的從動輪圓周速度相對于主動輪圓周速度的降低率。多楔帶多楔帶是指以平帶為基體、內表面排布有等間距縱向400梯形楔的環形橡膠傳動帶，其工作面為楔的側面。基準寬度表示槽形輪廓寬度的一個無公差規定值，該寬度通常和所配用V帶的節面處于同一位置，其值應在規定公差范圍內與V帶的節寬一致。鏈傳動利用鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動。易拆鏈多用模鍛制成，內鏈節為一整體，外鏈節由兩塊日字形鏈板組成，內鏈節內部空間供裝附件用的鏈條。側彎鏈內外鏈板間與銷軸套筒間的間隙比標準滾子鏈大，使鏈條增加了橫向彎曲與扭曲性能的鏈條。

2017年5月31日

直驅轉臺伺服系統的優化神經網絡滑模位置控制研究

當今直驅轉臺系統是迎合高檔數控機床向高速、精密及高自動化方向發展的要求而提出的一種新的驅動技術，與高速電主軸及直線電機一起構成了商檔數控系統直驅技術的三大研究對象。直驅轉臺系統性能的優劣直接影響了數控系統的整體性能。數控轉臺的傳統驅動方式是由蝸輪蝸桿等機械傳動機構實現的，這種方式易造成機械振動、呻應緩慢、動態剛度差及非線性誤差等，從而不能很好地滿足數控轉臺系統的高精度加工。直驅轉臺系統消除了中間傳動環節，直接由環形永磁力矩電機驅動，這種驅動方式具有大轉矩、低能耗、快速響應等特點，為實現系統的高速響應、準確定位等提供了可能性。但是由于直驅轉臺伺服系統存在參數變化、高度非線性及機械諧振等不確定性因素，從而給直驅轉臺伺服系統的控制帶來了一定的難度。傳統的控制方式都依賴于系統的數學模型。滑模控制具有快速響應、對參數變化及擾動不靈敏等優點，但是這種控制方式容易出現“抖振”.很多學者針對此問題做了研究。消除抖振的常用方法是邊界層的方法，通過改變邊界層的厚度來獲得最佳抗振效果，該方法能夠保證系統狀態收斂到滑模面為中心的邊界層，但不能使狀態收斂到滑模。高為炳川提出來利用趨近律的變結構控制方法來消除抖振，K JUNG等將模糊控制應用于趨近律中，使滑動模態的品質得到進一步改替，消除了系統的高頻抖振。P KACHROO等在邊界層內，對切換函數s(x)采用低通濾波器，得到平滑的s(x)信號，并采用內膜原理，設計了一種新型的帶有積分和邊界層厚度的飽和函數，有效地降低了抖振。文獻[9一11]利用觀測器來消除外界干擾及不確定項的影響.有效地減弱了抖振，具有較高的估計精度，但不能有效快速地實現系統的跟蹤。晃紅敏等采用動態滑模控制方法實現了移動機器人的位里跟蹤控制，明顯地消除了抖振。文獻[12]提出一種基于模糊自學習的滑模變結構控制方法，用模糊滑模控制器來代替滑模切換控制部分，保證了控制律的連續性，減少了抖振，但是無法有效地消除抖振。文獻[13]將滑模控制分為神經網絡控制和線性反饋控制兩部分，‘利用模糊神經網絡的箱出代替滑模控制中的符號函數，既保證了控制律的連續性，又從根本上消除了抖振。作者提出了一種優化神經網絡滑模位里控制，利用兩個神經網絡分別實現系統的等效滑模控制和切換滑模控制，并通過遺傳算法實現兩個神經網絡的訓練權值的在線優化

2017年5月31日

提高臥式加工中心可靠性的措施(4)

2.1設計過程中提高可方性的措施設計臥式加工中心時:應遵循模塊化設計、零件最少化設計、冗余設計等可靠性設計原則，多采用經過大量應用驗證成熟可靠的棋塊化部件(如回轉工作臺、交換工作臺等);盡量簡化機床結構，減少零部件的數量，以降低整機發生故障的概率;同時針對故障分析中存在的設計問題進行改進。具體采取的措施主要如下: (1)設計主軸松、夾刀卸荷機構，遵免松、夾刀力頻策作用在主軸軸承上，形響主軸軸承的精度和壽命，降低主軸系統的故障發生率。 (2)中、小型臥式加工中心的直線進給軸應盡量采用伺服電機與滾珠絲杠直接相連的結構，省去中間傳動環節，縮短傳動鏈，降低進給系統的故障發生率，提高其可靠性和精度保持性。 (3)優化機床液、氣、油管路路徑，盡量減少管路長度和管接頭的數量，加強對重要管路的防護.并盡t采用油脂潤滑代替油潤滑，從而降低液、氣、油滲漏的故庫發生率。 (4)對寬度較大的:軸防護拉板，在其下端的縱床身上增設支排機構，將其中間部位支撐起來，以防止操作者及維修人員偶爾踩踏導致其斷裂、變形，并發生油、液滲漏等故障。 (5)在橫、縱床身連接處增設完普的密封機構，以消除該處經常發生的液、油泄漏故障。2.2制造裝配過程中提高可方性的措施通過故障分析可知，公司目前生產的臥式加工中心的刀庫系統、主軸系統等主要故障部位發生的故障，很多是由于關健零部件的加工、裝配精度和精度保持性不夠高造成的。因此，應重點研究并改進機械手組件、主軸單元、主傳動系統等關鍵零部件的加工、裝配工藝，提高其加工、裝配精度和精度穩定性，并針對關鍵工序建立質量控制點，嚴把質量關。具體采取的措施主要如下: (1)對刀庫系統、主軸系統等機床關鍵零部件的加工、裝配工藝進行深人研究，合理安排各道工序.優化工藝參數。精加工工序和關鍵工序均安排在恒沮加工車間的進口高精度數控機床上，由高技術水平的工人完成，保證加工精度;裝配均在恒沮裝配車間完成，對于重要結合面，均采用刮研、配磨等精密裝配工藝，保證裝配栩度和精度德定性。 (2)對機械手組件、機械手旋轉油缸、主軸單元及主傳動系統等關鍵零部件以及床身、立柱、主軸箱、工作臺等機床大件，在加工過程中安排完善的熱處理工序，盡量消除零件殘余內應力，提高機床整機及關鍵零部件的精度穩定性和可靠性。 (3)對刀庫系統、主軸系統等關鍵零部件，從加工到裝配的各關鍵工序，均進行嚴格檢驗，合格后方能轉人下一工序;負貴某一關鍵工序的工人在該工序進行前，必須對上一工序進行嚴格的檢臉，上述序合格后才能進行該工序。質盆保障部門對刀庫系統、主軸系統等關健零部件的關健工序建立質盆控制點，并在生產中據此進行嚴格檢驗和控制。通過上述自檢、互檢與專檢相結合的檢臉制度.嚴把關鍵部件的制造裝配質盆關，提離關健部件的可靠性。 (4)機床制造裝配過程嚴格按照公司標準《臥式加工中心制造和驗收要求》進行，其內容涵蓋機床安全衛生、加工裝配質量、外觀質盆、機床空運轉試驗、機床功能試驗、機床負荷試驗等各項要求。

2017年5月31日

基于Python的數控編程后置處理器設計

后置處理器是數控加工自動編程過程中的一個重要組成部分，其主要任務是對前置處理過程中生成的刀位文件進行處理，生成特定數控系統能夠識別的控制指令。由于實際應用中數控系統的種類和規格不盡相同，所識別的數控代碼格式也不盡相同，因此后!處理器其有一定的專用性。目前，常見的商業化CAM軟件為了適應不同數控系統，其后處理具有一定的通用性，所生成的數控代碼一般不能直接應用，需進行修改，嚴重影響生產效率。文獻[2一4]分別通過對MasterCAM,Cimatronit, UG進行二次開發，實現了針對特定機床的數控程序生成，但上述二次開發未擺脫對特定CAD/CAM系統的依賴，靈活性較低(s);且后處理器開發各成體系，通用性差。針對上述問題.分析后里處理器的處理過程，提出一種基于Python的后皿處理器設計方法，并通過分析標準APT刀軌文件格式，以雙擺臺五坐標加工機床DMU70ev為對象，運用即Python的文件管理、字符處理與數值運算功能實現設計并開發具有使用價位的五坐標銑削后置處理器，在實際應用中證明了該方法的正確性及可行性。1后置處理器的處理過程 CAM系統前置處理生成的刀位文件僅包含基本的加工刀軌信息.如刀具信息、主軸參數、一般由圓弧和直線段組成的刀軌及進給率等，不包含任何特定機床的信息，后置處理器的功能就是結合特定機床信息將CAM系統前置處理產生的刀軌信息轉化為機床可識別的數控代碼。具體處理過程如圖1所示:根據機床信息翰出數控代碼程序頭;逐行讀人刀軌文件，根據其中的關鍵字提取刀軌參數，結合特定數控系統對參數進行處理，愉出相應數控加工代碼;刀軌文件讀取完畢后結合機床信息抽出數控代碼程序尾。2基于Python的后置處理器的設計 Python是一種面向對象的解釋性計算機程序設計語言，是一種功能強大而完善的通用型語育，具有近二十年的發展歷史，具有腳本語言中豐富和強大的類庫，其語法規則簡單易學、程序結構完整、內部函數豐富，能簡單、快捷、高效地實現字符處理、數值計算及文件管理。在后置處理器設計中，利用Python豐富的字符處理函數、數值運算函數及文件管理函數，能快速、容易地實現刀軌文件的讀取、文件中數據信息的提取、運算及數控加工代碼文件的輸出。在后置處理器的設計中.首先分析給出的刀位文件格式，列出刀位文件中各關鍵字及其參數在刀軌中所表示的刀軌信息;其次分析目標數控機床識別代碼的文件格式，將代碼中的子地址與刀軌信息對應起來;最后運用Python的文件管理功能打開指定刀軌文件后，逐行讀取刀軌文件，運用字符處理功能對刀軌文件進行分析、查找關鍵宇，依據該關鍵字提取相關參數并進行處理，在指定的數控代碼文件中寫入對應的數控指令。

2017年5月31日

數控機床復合結構熱態特性

在精密、超精密機床結構設計中，材料的應用對機床性能的影響是決定性的。通過大幅減少機械零部件質量和增加剛度和阻尼來使結構獲得優良的靜態、動態和熱德定性能正在成為在技術和成本效益兩方面取得完笑結合的唯一途徑。多孔金屬新紐材料擁有眾多優點.如超輕的結構、優秀的機械阻尼特性、良好的熱皿控制能力以及優良的比剛度和比強度，隨瀚現代科技的發展，其制造成本也大幅降低。多孔金屬的引人為機床復合結構設什帶來了新的挑戰和更多的機會多孔金屬具有高孔隙率的特點，其徽結構按規則程度可分為無序和有序兩大類，其中無序多孔金屬又包括開孔金屬泡沫和閉孔金屬泡沫，其孔徑最小可至微米級甚至納米級。通常，金屬泡沫單位體積的質，僅是實體材料的1/10或更輕，且不同構型的徽觀結構對材料的力學及其他物理特性有若顯著的影響。因此，從1995年開始，美國國防高等研究署(DARPA)和海軍研究局(ONR)共同資助哈佛大學、劍橋大學和麻省理工學院開展有關金屬泡沫結構的大型項目，用以研究泡沫金屬的制備、性能及應用。德國在1999年也啟動了在政府和汽車、機床制造商支持下的由幾十所大學、研究所參加的有關泡沫金屬材料的大型研究項目.側重于這些材料在機床、汽車工業中的應用川。在我國，超輕金屬泡沫的基礎研究也逐漸受到重視和發展，并取得了相當的研究成果。添加相變材料的金屬泡沫復合結構可有效減輕結構的質量，并具有良好的熱態特性，其利用相變材料(PCM)的熱特性—物質在相變階段吸收成釋放一定的相變潛熱而沮度保持不變.使構件維持在相變溫度附近，近似恒退。