夹具配置的稳健性设计#中英文翻译#外文翻译匹配

毕业设计（论文） 译文及原稿 译文题目 ： 夹具配置的稳健性设计 原稿题目 ： Robust design of fixture configuration 原稿 出处： Giovanni Moroni,Stefano Petro,Wilma Polini.ScienceDirect. 2014(21):189194. 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 1 夹具配置的稳健性设计 摘要 本文 介绍了夹具配置 的 稳健设计。它的目标是调查机床夹具元件偏差和体积错误影响加工操作质量。然后定位器位置配置设计 的 偏差最小化加工特 性对应用几何公差。 该方法是一个设计步骤进一步确定的定位基于螺旋理论的部分，可用于寻找简单和容易适用于一般通用规则的工业环境。是通过仿真和简单的工业案例研究验证。 1 介绍 当工件夹具加工或检查操作时 ， 操作的精度主要取决于装夹方法的效率。 在一般情况下，加工可能已经在它的形态和位置的几何误差相对于工件的基准参考 系 。如果有存在的工件基准面之间的错位误差框架和机床 的坐标系 ，这是已知的定位误差或数据建立误差。一个定位误差主要是由位 置偏差引起的一个定位器与工件之间的接触 表面 的标称规 范 。在本文中，这样的一个理论接触点被称 为 菲克塞尔 点或 菲克塞尔 ， 并从它的标称位置定位偏差 称 为 菲克塞尔 错误。在刚体的分析框架 内 ， 菲克塞尔 误差对定位误差直接影响所定义的工件表面和之间的运动学特征通过他们的接触约束关系。 定位误差是高度依赖于配置的位置相对于 定位器的 工件。一个合适的配置 (或定位器的设计定位器布局 )可能 会 减少产生重大影响定位错误。这是通常被称为夹具布局优化。 这项工作的主要目的是研究几何错误的加工表面 (或生产错误 )有关 菲克塞尔 错误的主要来源。一个数学框架提出了一个制造误差、机床体积误差、和 菲克塞尔 错误之间的关系分析。此外 ， 优化夹具布局设计 是规定为减少加工误差的过程。这论文超越 了 艺术的状态 ， 因为它考虑了公差 中的 体积误差。虽然文献表明这 个 简单的静态体积误差 只 考虑一小部分总容积 误差 ， 一个 通用 框架包含的体积误差公差建立了。 有几个正式的夹具分析为基础的方法在经典螺旋理论或几何 干扰 技术。在 90 年代 ， 由于夹具 的偏差 许多研究已经致力于模型部分偏差。 Sodenberg 计算稳定性评价定位方案的拟合指数。小位移 非共面直线对 概念用于 该支架一部 分 的 几何偏差 的模型 。传统的计算机辅助夹具设计的程序在传统的设计手册和最近的文献 中都有 描述 ，特别是对于模块化夹具设计。 大量的 定位误差分析 和还原的方法已被记录 。 一个 定位误差 表达式 给出了使用位移螺旋矢量的概念。 提出了减少定位误差向量的优化技术或几何变化 的 关键特性。 Chouduri and De Meter 分析描述了定 位器的形状误差 与 最坏情况下几何误差加工特性 的关系 。Chouduri and De Meter 也分析了工件 基准面 的几何偏差、轮廓和角制造公差 的情况 。浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 2 对加工特性的影响 ， 比如通过钻 孔 和铣削 都有说明 。 Carlson 提出了二级定位误差分析 。夹具布局设计 的计算问题进行了研究 客观来降低 三维工件整体 的定位 误差 如涡轮空气箔。最近的一篇论 文 解释 了一个 稳健性 夹具 的 布局方法 来 解决多目标问题 的演 算法。它认为一个 柱体 刚性工件 ，如果 夹具和工件之间的没有摩擦 ， 那么 机床体积误差是不用 考虑 的 。 在文献中提出了几个关于建模体积误差的模型 。 Ferreira 提出了二次 建模的体积误差 ， 每个轴都是单独考虑 ， 与模型参数的评价方法 。 Kiridena 和 Ferreira 在一系列的三篇论文 中讨 论如何 在建模中 补偿 体积误差 ， 对 模型的参数进行评估 ， 然后基于模型及其参数 的误差补偿 ， 补偿一个三轴 发动 机。 Dorndorf 描述体积误差模型可以帮助机器的误差预算。最后 ， Smith 描述体 积的应用误差补偿 在 大型单片部分 制造中 ，带来了严重的 传统体积 误差补偿。无论如何 ， 值得注意的是 ， 所有这些方法都是针对体积误差补偿 :一般体积误差不考虑仿真公差。 在以前的论文 中用 统计方法来估 算 这个 定位误差是错误的， 由于不 精 确的所有六个定位器 3-2-1 的定位方案是 基于 二维和三维模块 。在下面 ， 一个夹具 配置的 稳健 性设计 方法被提出 。它的目标是调查 菲克塞尔 错误和机床体积 误差如何 影响 机械加工质量 。在 2 中介绍了 理论上的方法，在 3 中提出了 一个简单的工业案例 分析，并在 4中 讨论 了一些简单和通用规则容易适用在一个工业 竞争 。 2 钻孔精度的方法模拟 为了说明所提出的方法，对案例研究钻孔将予以考虑。案例所示图 1。 一个位置公差指定孔位 。三个定位器 在主基准面， 两个在 副基准面， 和一个 在第三基准面 确定工件的位置。每个定位坐标 与机床参考系， 由以下 六个表示 : 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） 该方法考虑了不确定性的来源加工孔的定位误差的错误定位的定位器 ， 体积错误的机床。模型的最终目的是定义实际的工件的孔的坐标参考系统。模型的输入包括名义定位器配置 ， 名义上的孔的位置 (应该与钻头上一致 )和方向 (与钻的方向应该一致 )， 和的特点 ， 典型的错误 ， 会影响这个名义参数。 2.1 定位误差的影响 6 个定位器的位置是完全由他们的十八 个 坐标 轴确定的。根据高斯分布推测每一个坐标轴受一个独立的行为误差的影响。 那么实际的定位坐标将确定工件参照系。特别是 ， z 轴构成由直线垂直于平面通过定位器的实际位置 ， p1， p2 和 p2， x 轴是直线与 z 轴垂直的直线通过定位器的实浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 3 际位置 p4 和 p5 和最后 ， y 轴和垂直简单的计算 z 和 x 轴。基准帧的原点可以是得到的三个平面具有作为法线相交在 x ， y ， 和 z 轴 ， 通过定位器 p4， p6 和分别 p1。轴的计算公式向量和原点坐标与实际定位器的坐标这里省略了 ，由 Armillotta 仅供参考 。 轴方向向量和原点坐标定义齐次变换矩阵pR0， 其允许频转换钻尖坐标表示在机床参考帧0P到相同的坐标的表示工件坐标系0P时，通过下式： 0100 PRP p（ 2） 2.2 机床体积误差的影响 由于钻井模拟孔位置偏差操作 ， 即体积误差的机床 ， 古典模型三轴 机床的考虑 27。就会被假定钻具轴是一致的机床 z 轴 ， 这样 ， 在名义上和条件钻井作业开始时 ， 其位置可以被定义名义上的孔位和齐次向量 TK 0100 。目的是识别位置误差p钻尖的机床参考系统 ， 和方向错误d工具的轴。根据三轴机床模型是可能的状态 : 03322110 PPRRRp （ 3） TlzyxP 10 是名义上的钻尖的位置在机床参考系统 (x， y，和 z 是 机床轴， l 是 钻头长度 )， TlP 1003 是钻尖的位置在第三 (z 轴 )参考系， 10R 、 21R 、32R分别 是 沿着 x， y，和 z 轴 的 转换矩阵。这些矩阵有着相似形式，例如 : 100011110xxxxxxxxxxRzxyyxzxyz（ 4） 其中 和 包括平移和旋转误差 并 沿着 x， y 和 z 轴 （ 例如， xz 是 由于 旋转 误差沿着 z 轴平移 到 x 轴 ） 。考虑到 3 个 变换矩阵，有 18 个 误差项。这些误差 的 体积函数位置 （ 即沿 着 三个轴 ） ，但 由于体积 误差补偿，他们的系统组 件 可以忽略不计，并可以将它们假定为纯粹随机均值等于零。 由公式 （ 3） 推导出复合方程式，例如： zyyxyx yyzxxdx xyxyyxyzyxzz 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 4 1yxyxzzzyyx yxzyxlzzxyy (（ 5） yxzxyxyyyyzxyx () yxzzyxyyzzz ()1 )xyzx 然而，一般体积误差应该远远小于沿着轴平移，所以例 （ 3） 的第一组件通常是重要的。最后，假设钻孔轴与 z 轴相配合，例 (3)也可以通过替换方向误差计算KPP 30 如果只考虑一阶组件，它可以证明p和d与、的线性组合。特别是，我们把 定义为 dp（ 6） 六个部分向量包含p和d。应用例 (3)，忽略二阶以上，可以证明 (请注意，由于格式的限制，在例 (7)表明，矩阵在多行坏了一行，所以整个矩阵线性组合出现在这里 是一个 6*18 矩阵 )。 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 5 Cdzyxzyxzyxzyxzyxzyxlzlzlyllzlzzzzyyyxxxzzzyyyxxx10000000000000000000001011100000000000011100100000000000000000011100000000000000011100000000000000111（ 7） 现在，让我们假设每个 独立分布是高斯分布，而且每个 也是独立分布的。然后可能 遵循多元高斯分布，空预期值和协方差矩阵可以由公式 TCC 计算，是 d的协方差矩阵，它正好是一个 18 *18 的对角线，前 9 个对角矩阵元素等于 2p，剩下的对角元素等于 2d。 2.3 加工孔的实际定位 现在，根据 2.2 中描述的模型它可以模拟尖端定位和方向，根据 2.1 并将其转换为所述工件参考系 : dpppKRKPRP100100 （ 9） 这些信息可以在工件参考系中确定进入和退出工件孔的位置。点 0P 和矢量 K 定义一条直线，这只不过是一种孔轴，比如： 浙江工业大学之江学院毕业设计（论文） 外文翻译 6 zyxzyxzyxKKKsPPPPPPKsPP0000（ 10） p 是一个通用的点属于 Rs 的一个参数。定义 T 板厚度，是可能的计算的值 s，zP 分别等于 0 和 T: zze ntranc e zze x it KTPs KPs / 00（ 11） 这些值取代例 (10)分别出口和入口点的坐标的孔产量。 最后，它可以计算两个出口和入口之间的距离和名义钻孔的点 : e x ite x ite ntranc ePKsPdPKsPd,002001 （ 12） exitP,0定义为孔的退出点。钻孔轴的位置公差范围内如果孔的距离计算低于一半的位置公差值 t: 2/2/21 td td （ 13） 3 结论 这项工作提出了一个方法的稳健设计夹具配置考虑到定位器位置的随机误差 (由于定位器安装在机表，在不规 则表面接触的工件，等等 )和体积误差采用机床的操作。 钻孔作业被认为是简单的工业案例研究。然而，一些简单和通用规则由实验分析得出 :（ 1） 三分基准定位器 (的三个定位器 z 定位器配置 )应该涵盖尽可能多表面接触。如果更多的配置分享相似