伯特利数控     

 前言：

 

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 前言

构、提高加工中心资源利用率和重构效率出发设计出滚、铣可重构主轴加工头；李一全⁰通过对车铣微加工系统的深入研究  ，设计出两种应用于主轴模块和工作台模块的新型接口；张浩⁰针对可重构加工中心模块配置设计方案优选问题  ，提出了基于集对分析的多目标综合评价方法 。但大多数研究内容偏于理论,或局限于重构设计的某一部分,没有结合实例对可重构加工中心特性和设计进行系统的研究 。本论文以j9九游会平台加工加工中心为研究对象   ，从j9九游会平台加工可重构加工中心设计制造的整个过程^寸可重构加工中心的模块划分、模块设计及配置设计和评价方法三方面进行了研究 。通过模块设计和配置设计使可重构加工中心能在多种目标功能之间实现转换 。

1输出模块分割

合理的模块划分是可重构的实施关键  ，影响着重构产品的性能、重构过程的复杂性以及模块的重用度 。FPBS ^M是_种基于功能^原理^行为^结构映射的模型分解理论  ，是加工中心模块化分的关键理论方法 。功能、原理、行为、结构代表加工中心不同方面的信息  ，功能是对产品满足客户需求的特定工作能力的描述,是加工中心设计的目的;原理描述实现加工中心产品功能的工作机理,是功能实现的机理;行为描述实现加工中心产品功能需要执行的动作  ，是原理在运动域的体现;结构描述加工中心产品的物理组成要素及其连接关系  ，是实现功能的最终实物载体 。图1是滚齿加工中心基于FPBS的模型分解过程 。

图1滚齿生产加工管理中心的FPBS模型分解的过程 由功能、原理、行为、结构的关系可看出   ，划分求解过程是一个功能^原理求解；原理^行为分析；原理、行为—结构映射;结构_>功能分解的过程 。通过模型分解完成了从功能域向原理域的过渡,原理域向行为域的分解以及行为域向结构域映射  ，最终实现功能域向的结构模块的映射 。

j9九游会平台作为主要的机械传动件在机械工程中应用非常广泛 。使用j9九游会平台的不同使得j9九游会平台的形状、精度和表面质量各有差异 。在精度要求、加工效率和经济效益等的驱使下不同j9九游会平台选择不同的加工工艺 。基于FPBS模型分解原理,对滚齿、铣齿和磨齿加工工艺分解到行为域  ，结果如表1所示  ，表中表示各功能模型行为域的需求;1表示需要相应行为自由度;⁰表示不需要 。

表格为各激光精精制造咨询平台功效域分离到形为域的形为业务使用需要,形为业务使用需要影射到空间格局特征域其为力学能力 。在与众不同功效的激光精精制造咨询平台中  ，雷同形为业务使用需要影射到空间格局特征域不必要相对应雷同能力  ，形为域影射到空间格局特征域的地域差异其为功效抽象化时保持能力截取的根本原因所有 。图2为可抽象化激光精精制造咨询平台系统理论装修设汁时候  ，由功效域向形为域分离  ，近似计算出至由度业务使用需要；再由形为域向空间格局特征域影射  ，装修设汁出空间格局特征能力;再凭借能力组合起来出现力学激光精精制造咨询平台 。凭借剖析各对象激光精精制造咨询平台的能力业务使用需要  ，确定能力截取和增减保持激光精精制造咨询平台的抽象化时候 。

2调试开发方案及版块开发方案

在食品理论依据制作中系统一种虚层,是制作者主体用意的质粒;节构一种热学层  ，是系统体现的热学质粒 。可构建手工制作制作处理工艺平台的制作的目的为体现系统的可变为  ，路经是在对节构接口的改动 。手工制作制作处理工艺平台构建全过程中 的根本性是以接口为地基  ，对手工制作制作处理工艺平台在数个存在着接口节构的增减和复制,重拾选配成足够应当供给系统的手工制作制作处理工艺平台的全过程中 。接口制作和选配制作称为可构建手工制作制作处理工艺平台制作的注重步骤 。

2.1配置设计

性能如果不是简单的的包块并购重组  ，它亦或是有一个成分再开发的过程 。对各技能建模 使用科学合理的性能开发将提供数控手工生产加工处理厂中央的抽象化的高使用率和引用度,在切实保障技能的基础框架上最大的幅度的提供材料英文的合理覆盖率 。是怎样性能手工生产加工处理厂中央成分使手工生产加工处理厂中央实现目标高手工生产加工处理厂的高使用率、高档定位精度和高j9九游会平台的高使用率又能避免抽象化材料英文投入量、提供包块引用度  ，是使用技能抽象化加快加载失败卖场的需要变的根本所在区域  。手工生产加工处理厂中央成分性能需综合评估要考虑到抽象化成本投入、可配置性、可拆换性、抽象化的高使用率等 。

行为需求与结构之间的映射并不是唯一,相同的行为需求通过不同的设计方案可以配置出不同的结构 。合理的配置设计既要考虑各种工艺特点又要考虑重构效率 。结合加工中心结构设计经验  ，为减少重构时间、提高模块重用度  ，将目标加工中心统一设置为某_种结构,例如将四自由度设计为RLLR配置结构  ，如图3;五自由度加工中心设计为RLLLR配置结构j卩图4 。通过标准化设计,通过模块添加来实现重构 。

 

2.2电源模块结构设计

 

通过FPBS的产品模型分解和结构配置设计得到的模块结构保证了功能之间的独立性,但没有解决重构过程中模块替换、组合、装配的干涉等问题 。模块设计是保障加工中心重构得以实施的基础 。模块设计的目的是确保模块替换和增减的顺利实施以及替换后的加工中心能顺利的实现相应的功能 。模块设计包括模块结构设计和接口设计  。模块结构设计是为了满足实现功能转换的要求  ，不同加工工艺的受力不同  ，在进行模块设计时应综合考虑各种工况  ，以性能最高的要求为准则进行模块设计  ，以一定的性能冗余,确保转换后的加工中心能够实现相应的功能 。接口设计包含接口标准化和冗余接口设计:为了确保模块替换后各模块得以重新配合  ，对特定接口进行标准化；出于加工中心结构的限制和设计要求  ，采用原来的接口不能很好的满足设计要求时就需要设计冗余接口 。

图5为通过接口标准化和冗余接口设置实现重构的过程  ，通过立柱与y轴托板的导轨型号、导轨间距和丝杠螺母座的标准化实现模块增减时顺利配合；出于加工中心结构紧凑要求  ，通过冗余接口设计使得重构前后主轴托板由中心驱动变为偏心驱动加工中心结构更加紧凑 。
solidworks实现了一款滚、铣、磨可重构j9九游会平台加工加工中心虚拟样机设计 。通过滚、铣、磨齿加工中心的模型分解、模块设计和配置设计形成可重构加工中心模块库  ，模块库中的模块可以细分为公共模块、专有模块和可扩展模块 。公共模块是可重构加工中心重构实现前后加工中心都公用的机床模块;专有模块为可重构加工中心某一特定功能所特有的模块;可扩展模块是重构实现前后功能扩展部分的模块 。这几种模块在重构过程中分别对应模块复用  ，模块替换和模块扩展 。表2为借助solidworks设计的可重构加工中心模块  ，公共模块有:转台模块、床身模块、立柱模块和主轴托板模块;专有模块是各主轴模块;扩展模块是F轴托板模块 。

3.2可重构加工中心配置方案评价

可重构加工中心的可重构效率和模块复用率是评价可重构设计的关键因素 。针对模块复用率的评价问题引入集对分析进行分析 。分析过程如下:结构配置A对应功能需求1,结构配置B对应功能需求2,对两种配置的进行具体分析,拥有控制模块数据 。这其中S为两配置中复用模块的个数   ，五为两配置中扩展模块的个数  ，/)为专有模块的个数  ，则两种配置的联系度为：

 

5 E . D .                                       j.                         /_n\

   

^ ⁼ ~N ⁺~N^{l +}~N^} " ^{a+b }}        ⑴

 

式中  ，_fl+6+c = 1沁为联系度；|为同一度,简记为

«; i为扩展度,简记为6; ■!■为对立度  ，简记为_c 。

差异度系数；描述了某些配置既不属于同一性、又不属于对立性  ，i e (0,1) 。设整个重构配置系统设计总共需满足m种功能需求  ，总共有n种可重构配置方案 。在一种配置方案中  ，求每两种功能需求对应的配置结构得联系度^:

 

^ = ^at + K^l +fJ        (²)

 

式中  ，乂表示第A种配置方案中的第k个联系度系数值  ，上标 A e  ,下标/ce (1,2,…〇 。

的全部整个运行j9九游会平台计划书的的取得联系度表达爱式：

^ = (i^x               ; ⑶

 

K=1

 

在/I种系统配置中联系度越高的配置  ，在重构过程投入的成本越少  ，重构效率也越高 。由此可知  ，整个可重构系统的重构效率  ，取决于配置系统内加工中心与机床的之间的共有结构、对立结构和扩展结构的个数 。

针对以上可重构加工中心配置方案  ，运用集对分析此重构加工中心的重构效率 。由于模块替换需要用新模块替换旧模块  ，故取对立度系数y = 0,差异度系数^ =

0.   5 。四种加工加工中心模型之间的重构策略有种 。成形铣齿机和滚齿机的联系度为0_ 8;铣齿机和磨齿机以及滚齿机和磨齿机联系度为0.58;滚齿机和五轴加工中心的联系度为0.917;铣齿机和五轴加工中心的联系度为0.58;磨齿机和五轴加工中心的联系度为

0.   83,得到整个配置的联系度“：

^ci

 

Z = (!>«)^/c】=〇.⁷¹⁵

 

«： = i

另一重新构建加工工艺重点设置制定重新构建率多达0_ 715,功能多路复用度相当高  ，设置制定适当合理 。

 

4开始语

 

本文通过对j9九游会平台加工工艺和可重构加工中心的研究设计出了_种面向j9九游会平台加工的可重构加工中心模型 。利用FPBS模型分解理论将不同功能需求映射成模块结构需求  ，通过模块设计和配置设计建立可重构加工中心模块库,在此基础上通过模块组合配置不同功能需求的机床  ，不同加工中心模型可以通过模块替换、扩展和剪切来相互转换 。并提出了运用集对分析来评价可重构加工中心重构效率的,联系度越高的可重构配置方案模块复用度越高,相应的重构效率和重构过程中的资源投入越少 。

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