年第 卷月第 期河 北 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)、組 合 機(jī) 床總 體 方 案 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 與實(shí)現(xiàn)張滿 囤 曹新 國(guó) 林建 平河 北工 業(yè)大學(xué) 機(jī)械 學(xué)院 研究所 天津摘 要 以 組 合機(jī) 床 的 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 為 對(duì) 象 , 基 于 川 什 和 。 以環(huán) 境 , 編制 了 一 套 參 數(shù) 繪 圖 的 系統(tǒng) 軟 件 , 成 功 地實(shí)現(xiàn) 了 提 高組合機(jī)床 設(shè) 計(jì) 質(zhì)量 , 縮 短 設(shè) 計(jì)周期 的 目 標(biāo) , 介 紹 了 組 合 機(jī)床 采 用 技 術(shù) 的 可能 性 和 必 要 性 , 系 統(tǒng)的 結(jié) 構(gòu) 框 架 , 程 序 設(shè) 計(jì) 中 的 兩 個(gè) 關(guān) 健 問 題 , 程 序 設(shè) 計(jì) 的 特 點(diǎn) 及 可 靠 性關(guān) 鍵 詞 組 合 機(jī)床 , 總 體 方 案 , 系 統(tǒng) , 口 隨 叩中 圖 法 分 類 號(hào) 瑪引 言組合 機(jī) 床 是按 系 列 化 、 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè) 計(jì) 的 通 用部 件 和 按 被 加 工 零 件 的形 狀 及 加 工工 藝 要 求設(shè)計(jì) 的專用部 件 組 成 的 專 用 機(jī) 床 組 合機(jī) 床 由 一 的 通用 零 、 部 件 組 成 , 大多數(shù)零 、 部件 是 同 類 的 通 用 部件 , 組 合 機(jī) 床 三 化 標(biāo)準(zhǔn)化 、 通用 化 、 系 列 化 水平 高組 合 機(jī)床 是 高效 自 動(dòng) 化 設(shè)備 , 它 在 國(guó)民經(jīng) 濟(jì)中 占 有 較 重要 的地位 尤 其 是 汽車 、 拖 拉 機(jī) 、 軍 工 等大批量 生 產(chǎn) 的 行 業(yè) , 正 面 臨 著產(chǎn) 品 的更 新 換代 和 企 業(yè)改造 任 務(wù) , 這些 行業(yè) 又 都 是組合 機(jī)床 及 自動(dòng) 線 的主 要 用 戶 , 它們 需 要 組 合 機(jī)床 及 自動(dòng) 線 的 數(shù) 量 較大 組合 機(jī) 床 設(shè)計(jì) 是 一 次性設(shè)計(jì) , 它根據(jù) 用 戶 提 供的 被加 工 零件 的加 工 特 點(diǎn) 、 精度 和 技術(shù) 要 求 、 定 位夾 壓 情 況以 及 生 產(chǎn)率 的 要 求等 制 定總 體 方 案 , 然 后 進(jìn)行技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 和工 作設(shè)計(jì) 換句話 說 , 對(duì) 于 千 變 萬化 的 被加 工 零 件來 說 , 組 合 機(jī) 床 的 “ 組合 ” 是 變化 的 , 沒有 產(chǎn) 品定 型 的 過程 , 根據(jù) 用 戶要求 , 加工一 類 零 件 就要設(shè)計(jì) 一 臺(tái)組合 機(jī)床 , 因而 迫 切 需 要 采 用 技術(shù) , 以 達(dá) 到 縮短 設(shè) 計(jì) 周 期 , 提高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 的 目 的系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 框 架“ 組 合 機(jī) 床 總 體 方案 系 統(tǒng) ” 包 括 工 藝 結(jié) 構(gòu) 方 案 的 制 定 和 三 圖 一 卡的繪 制 三圖 一 卡 指 機(jī)床總 裝配圖 、 加 工 示 意 圖 、 工 序 圖 和生 產(chǎn)率 計(jì) 算 卡 總體方 案 設(shè) 計(jì) 是 技 術(shù) 設(shè)計(jì) 和工 作設(shè)計(jì) 的 前 提 和基礎(chǔ)換句 話說 , 只 有在 機(jī)床 工 藝 包括選 擇加 工 方法 、 確 定 切 削 用量 、 計(jì) 算 切 削力等 和 機(jī)床 結(jié)構(gòu) 機(jī)床配 置形式 、 選 通 用 部件 和 基礎(chǔ)部 件 型號(hào)及規(guī) 格 等 確 定以后 , 才 能 開 展 床身 、 底座 、 多軸箱 、 夾 具 、 電氣 控制系統(tǒng) 、 液 壓 控 制系 統(tǒng) 、 機(jī)床說 明 書 、 精 度 檢 驗(yàn)規(guī) 程 及 合格說 明 書 等 的技 術(shù) 設(shè)計(jì) 和 工 作 設(shè) 計(jì)組 合 機(jī)床 的 工 藝 、 結(jié)構(gòu)方 案 的 制 定 , 即組合 機(jī)床 的 概 念設(shè)計(jì)階 段是 本 系 統(tǒng)的主 線 , 是 其它部分設(shè)計(jì)的依據(jù)下 面 的 模 型圖 給 出了 該 系 統(tǒng) 輸 入 輸 出的基 本概 況 , 要 實(shí) 現(xiàn) 程 序 設(shè) 計(jì) , 必 須對(duì) 組合 機(jī) 床 設(shè)計(jì)的過 程進(jìn)行 模 擬 , 即 把人 工 設(shè)計(jì) 的思 路 、 方 法 用計(jì) 算機(jī) 語 言 表 達(dá)出 來 , 使機(jī) 器 模 仿 人的設(shè) 計(jì) 其中 的 一 些細(xì)節(jié) 問 題 , 人 工 可以 很好 處 理而計(jì) 算機(jī) 不 一 定 處 理得好 , 但 設(shè) 計(jì)程 序 的最終 目 的還是為 了避 免 重 復(fù)勞動(dòng) ,提 高效率 , 減 少人為誤 差河北 省科委資助項(xiàng) 目收稿 日 期 一 一 張滿 囤 男 年 生 碩 士 1994 、 通 用部 件選擇模 塊 、 加 工 示意圖繪制模塊 、總 裝 圖 繪 制 模 塊 、 生 產(chǎn) 率 計(jì) 算 卡繪制 模塊 因 零 件 圖 千 差萬別 , 用 繪 工 序圖 可人 機(jī)對(duì) 話交 互 繪 出 , 下面 給 出 了 各主 要 模塊 的 框 圖 關(guān) 系 以 鉆 削 類 為例 ,見 圖信 息 輸 入模塊需 要輸 入 的 信 息機(jī) 床 配 制 形 式 立 式 、 臥 式 、 單面 、雙面 工 件 材料 、 硬 度 、 類 別 箱體 、回 轉(zhuǎn) 體 、 盤 蓋 體 加工 工 序 內(nèi) 容 、 機(jī)床型 號(hào) 加 工工 件 孔的孔 數(shù) 、 特 征 數(shù) 據(jù) 庫(kù)包括孔徑 、 孔深 、 是 否 通 孔 、 精度 等級(jí) 、 同 類孔 的 個(gè)數(shù) 加 工工 件 孔的坐 標(biāo)數(shù)據(jù) 庫(kù) 換算 后 的孔坐 標(biāo) 加 工 方 法 、刀 具 材料 裝 料 高 度 、 夾 具 的外 形尺 寸生 產(chǎn) 率 、 前 備 量 、 后 備量 工 件中 心 到工 件 端面 的 距 離 , 最 邊緣 主 軸 中 心 、 最上 邊 主 軸中 心 到主 軸箱外壁 的 距 離 每個(gè)孔 的 切 削 速 度 和 進(jìn) 給量等通 用 部 件選 擇 模塊滑臺(tái) 類 型 、 、 及行程動(dòng) 力箱 型 號(hào) 、 側(cè) 底座 型 號(hào)用戶提 供 的被加 工 零 件 圖、 、機(jī) 床 設(shè)計(jì) 任務(wù) 書被 加 工 零件 孔的座標(biāo)換算表機(jī) 床 工 藝結(jié)構(gòu)方案機(jī) 床 總 圖 , 加工示 盆 圖 , 被加 工零 件 工 序 圈 生 產(chǎn) 率 計(jì)算卡圖 組合 機(jī)床 總 體 方 案 系 統(tǒng)基 本模 型 圖、 鉆削 類鉆頭選 擇柄 、 加長(zhǎng) 直炳 、 超 長(zhǎng) 直 柄 、 錐柄 、錐 柄 、 階梯鉆 等加 工 示 意 圖繪 制 模 塊 包 括工 件 繪制 鉆套 選 取繪制短直加長(zhǎng)通通 用 部 件洗擇模塊塊結(jié)結(jié) 束束圖 程序設(shè) 計(jì)框圖加 工 刀 具 繪 制 鉆 頭 、 擴(kuò) 鉆 、 鉸 、 鍵 刀 接 桿繪 制 主 軸外 伸 尺寸標(biāo)注及 其 它 標(biāo) 注 標(biāo) 題欄插 入 等總裝 圖 繪制模塊中 間 底座 夾 具 體 夾 具 底座 、 側(cè)墻 、 定 位 塊 、 限 位 塊 、 夾 壓裝 置 側(cè) 底座繪 制 滑臺(tái)繪 制 動(dòng)力 箱 主 軸箱 外伸 主 軸 及 接桿 刀 具 尺 寸 標(biāo) 注及 其 它 標(biāo) 注 標(biāo) 題 欄 插 入 等生 產(chǎn) 率 計(jì) 算 卡繪制 模 塊表格 繪 制 工 序 輸 入 信 息內(nèi)容 包 括 被 加 工 零 件 圖 號(hào) 、 名 稱 、 材 料 、 毛坯種 類 、 毛 坯 重量 、 硬 度 、工 序 名 稱 、 工 序 號(hào) 、 年產(chǎn) 量 、 年 時(shí)基 數(shù) 、 圖號(hào) 及 描 圖 、 設(shè)計(jì) 、 審 核 人員 及 日 期系 統(tǒng) 主要 由 上 述 個(gè)模塊 組 成 , 各 模 塊 間 并 不是相互 獨(dú)立 的 , 上面 只 是從設(shè)計(jì) 思 想 上 劃 分的 , 實(shí)際 編 程時(shí) , 因 為 各 模 塊 間 有 數(shù) 據(jù)聯(lián)系 , 各 模塊 是 相互交叉 的 , 例 信息 輸 入是 隨程 序 運(yùn)行 而不斷 輸 入的 , 并 不是 一次 輸完 再 進(jìn)行 下 面 的工 作 而通 用 件選 擇也 不是 孤立的 , 而是與加 工示 意 圖 繪 制 和 裝 配 圖繪 制 相 聯(lián)系 的 1994 , 是把 系 列 化 的 通 用 部 件 的 數(shù) 據(jù) 建 成 數(shù) 據(jù) 庫(kù) , 只 要 選定某 個(gè) 記 錄 , 就 可取 出相應(yīng)的 數(shù)據(jù) , 傳 給帶變量 的 繪圖命令 , 即可 畫 出 相 應(yīng) 的 圖紙如 何從數(shù) 據(jù)庫(kù)中取 得 相應(yīng) 數(shù) 據(jù)例 系 列 機(jī) 械 滑 臺(tái) 一 的 聯(lián)系 尺 寸 表 圖 一 丁一刁 一 廠廠 、 一一一一一一一一一 工工口口口 一二 絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮絮 牙牙牙牙牙圖 系列機(jī)械 滑 臺(tái) 的 聯(lián)系 尺 寸對(duì)該表 利 用 建數(shù) 據(jù) 庫(kù) , 根 據(jù) 滑 臺(tái) 行程 和 最大進(jìn) 給力 可 確定 滑 臺(tái) 型號(hào) , 根 據(jù)滑 臺(tái) 型號(hào) 可 得到相 應(yīng) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 記 錄 的 聯(lián)系 尺 寸 , 為此 , 編有 一 語 言 函 數(shù) ,只 要 給 定 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 名 稱 不用加 后 綴 和記 錄 號(hào) , 該 函 數(shù)就 可 讀 取相 應(yīng) 記錄的 數(shù) 值 , 并賦 予 數(shù)組 【 , 設(shè)定的 變 量 如上例二 印可 得到 相 應(yīng)值如 何 把 數(shù) 據(jù) 傳 送給繪 圖 參 量軟件本身提供 了 語 言 開 發(fā) 環(huán) 境 , 利 用 函 數(shù) 中 的 一 些 函 數(shù)編制自 己的 專用 繪 圖 、 編 輯 函 數(shù)在 函 數(shù) 庫(kù)中 , 最常 用的 函 數(shù) 是 一 , 如 同 中 的 函 數(shù) , 這些 函 數(shù)將 直 接 傳 送 命令 和 其 它 輸 入到 提 示 符 下本 軟件 編 寫 過程中 用到了 一 些繪 圖 函 數(shù) , 把 繪 圖 、 編輯 、 設(shè) 置 等 的命 令編 為相 應(yīng) 的 函 數(shù) , 只 要 把繪圖參 量傳 遞給 相 應(yīng) 的 函 數(shù) , 就 可 完 成 在 提 示 符 下 的 操 作程 序 設(shè) 計(jì) 的 特點(diǎn) 及 可 靠 性該 軟 件設(shè)計(jì) 采 用了 當(dāng)今流行的對(duì)話 框輸 入 方式 , 這 對(duì) 于 在 運(yùn) 行過 程中 需要 輸 入 信息 的程 序 是 一 種比 較 好的 輸 入形 式使 用 對(duì) 話框 可 使操作簡(jiǎn) 便 , 用戶界 面友好 , 可 一 次輸 入 選 擇多 個(gè)信息計(jì) 算機(jī) 的 容 錯(cuò)能力 直接 反 映 了 計(jì) 算機(jī) 系 統(tǒng)的可 靠性 , 下 面 介 紹 一 下 該 軟 件 編 制 過 程 中采 用 的 提高軟 件 可 靠性 的方法系統(tǒng) 出 了 錯(cuò)誤 , 而 且被 檢 測(cè) 出 來 , 能 使信 息及時(shí) 地得 到 保 護(hù) , 并經(jīng) 處 理 以 后 , 系統(tǒng) 又 繼 續(xù) 工 作 , 這是 “ 容 錯(cuò) ” 所要 研 究 的 內(nèi)容在 設(shè) 計(jì) 中采 用了 以 下 技 術(shù)保 證動(dòng)錯(cuò) 誤檢 測(cè) 實(shí) 際 執(zhí) 行中 , 應(yīng) 用 起來 比 較方 便 的是 以 “ 可 接 受性 ” 為 標(biāo) 準(zhǔn)例 , 在 程 序 中使 用 下 面兩 個(gè) 函 數(shù) 1994 , , , ,“ 你想 改 變 上面的 值 嗎 , , ,只能 人 工 輸 入 丫 , 或 “ ” , 其 它 字 符 和 數(shù) 字及 其它 符 號(hào) 都視為無效錯(cuò)誤恢 復(fù)本軟件采 用 了 向 后 恢復(fù) 例 在滑臺(tái)行程 的 選擇中 , 提 供 了 多個(gè)行程 , 如 果選 擇 的行 程 不 在 其 內(nèi) , 則向 后 跳 躍 , 重新 選 擇缺 陷 處 理將缺 陷定 位 , 并得 到 修復(fù)在 對(duì) 話 框 的設(shè) 計(jì)中 , 許多參數(shù) 的 輸 入 有 一 定范圍 ,數(shù) , 給 出 一 警 告 對(duì) 話 框 , 要 求 用 戶 重 新 輸 入出 錯(cuò)向 后 恢復(fù) 程序 進(jìn)行圖 錯(cuò) 誤 恢復(fù)超 過這個(gè)范 圍 , 在程 序中 使 用 一 函結(jié)論本系統(tǒng) 以 鉆 床 為例 , 根 據(jù)用 戶 工 序 圖成 功 地完 成 了工 藝結(jié) 構(gòu)方案 的 制 定 和 三圖一 卡 的繪 制 采 用本系統(tǒng) 只 需三 、 四 個(gè) 小時(shí) 的 時(shí)間 , 而 采 用之 前 至少 需 要三 、 四 天 時(shí)間 該 系 統(tǒng) 不 僅 提高 了 生 產(chǎn)率 , 在設(shè)計(jì) 上也 減 少 了 人為 誤差 , 保 證