【機(jī)械類(lèi)畢業(yè)論文中英文對(duì)照文獻(xiàn)翻譯】可重構(gòu)機(jī)床的一體化及控制設(shè)計(jì),機(jī)械類(lèi)畢業(yè)論文中英文對(duì)照文獻(xiàn)翻譯,機(jī)械類(lèi),畢業(yè)論文,中英文,對(duì)照,對(duì)比,比照,文獻(xiàn),翻譯,可重構(gòu),機(jī)床,一體化,控制,節(jié)制,設(shè)計(jì) 外文翻譯 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 周 云 班 級(jí) B機(jī)制077 學(xué) 號(hào) 0710101706 指導(dǎo)教師 袁 健 外文資料名稱(chēng): Integrated Machine and Control Design for Reconfigurable Machine Tools 外文資料出處: The University of Michigan Ann Arbor, MI 48109-2125 附 件: 1.外文資料翻譯譯文 2.外文原文 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日 可重構(gòu)機(jī)床的一體化及控制設(shè)計(jì) D. M.蒂爾伯里和S.庫(kù)塔 周云譯 摘要：在本文中，我們講述了可重構(gòu)機(jī)床的設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)部分操作的自動(dòng)化。這些操作可分解為一系列的機(jī)床必須執(zhí)行的功能，這些功能再映射到每個(gè)有相關(guān)的機(jī)械控制模塊的模板上。機(jī)床一旦被組裝好，它的控制模塊就被連接在一起了，操作順序控制模塊，用戶(hù)界面控制模塊，以及模式轉(zhuǎn)換邏輯控制設(shè)計(jì)模塊。本文詳細(xì)說(shuō)明了可重構(gòu)機(jī)床的一體化及控制設(shè)計(jì)。 一、引言 在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，制造系統(tǒng)必須迅速響應(yīng)不斷變化的客戶(hù)需求，減少產(chǎn)品的生命周期。傳統(tǒng)的傳輸線(xiàn)是專(zhuān)為大批量的生產(chǎn)，固定的自動(dòng)化模式設(shè)計(jì)的，因此，不能輕易適應(yīng)變化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。另一方面，傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)為基于“彈性”的廣義制造系統(tǒng)可提供的靈活性，但通常是緩慢和昂貴的，因?yàn)樗麄儧](méi)有任何特別的優(yōu)化產(chǎn)品或產(chǎn)品系列。 美國(guó)密歇根大學(xué)正努力發(fā)展可重構(gòu)加工系統(tǒng)[3] [4]的理論和技術(shù) ，以取代以往每次生成新產(chǎn)品時(shí)都要從頭建立新系統(tǒng)的做法，使現(xiàn)有的系統(tǒng)可以重組產(chǎn)生新的部分。在本文中，我們描述了如何運(yùn)用一體機(jī)和控制設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略使機(jī)床能夠快速方便地配置和重新配置。 可重構(gòu)機(jī)床是為了滿(mǎn)足新產(chǎn)品系列的需要而準(zhǔn)確提供相關(guān)功能而設(shè)計(jì)的，鑒于一系列操作的執(zhí)行，它還可以配置適當(dāng)?shù)慕M裝機(jī)模塊，其中的每個(gè)作用模塊在程序上配有一個(gè)與它相關(guān)的控制模塊，當(dāng)這些機(jī)械模塊組裝好以后，控制模塊便連接在一起了，機(jī)床就可以開(kāi)始工作，因此，大規(guī)模的操作緩慢的專(zhuān)一控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將不再需要。第二部分介紹了如何設(shè)計(jì)機(jī)床的一套基本模塊以及模塊間的準(zhǔn)確連接，第三部分介紹了如何控制程序庫(kù)中的相似組裝模塊。第四部分介紹了機(jī)械模塊和控制模塊在機(jī)床中的應(yīng)用。文章最后提出了今后的工作情況說(shuō)明。 二、機(jī)械設(shè)計(jì) 密歇根大學(xué)正在進(jìn)行制造系統(tǒng)配置方面的演講，主要問(wèn)題是關(guān)于系列產(chǎn)品的描述和生產(chǎn)中提取時(shí)所需的加工工序部分的講解 [7] 。這些操作根據(jù)工件的配合公差，執(zhí)行順序和期望的系統(tǒng)周期被分組，其目的就是實(shí)現(xiàn)每個(gè)操作“組”在一臺(tái)單獨(dú)機(jī)床上的生產(chǎn)工作。該操作組在這里能夠鉆出一系列與V6和V8氣缸蓋上的凸輪塔配合的孔，如圖1所示?？芍貥?gòu)機(jī)床輸入的設(shè)計(jì)程序是操作組的加工工序，刀位生產(chǎn)過(guò)程能夠產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù)。樣本數(shù)據(jù)包括定位和鉆孔的信息，如圖2所示。 可重構(gòu)機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程包括三個(gè)主要階段：明確任務(wù)，模塊的選擇和評(píng)價(jià)[14 ] 。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)短的文獻(xiàn)回顧，這三個(gè)階段將在本節(jié)中概述。 (a) V6 汽缸蓋 (b) V8 汽缸蓋 圖1、兩個(gè)示例零件。將要進(jìn)行的操作是鉆出與凸輪塔配合的定位孔。 V8引擎上的兩個(gè)定位孔在一條直線(xiàn)上。V6引擎上的一個(gè)陣列有八個(gè)孔。 圖2、在圖1所示零件上鉆孔的操作順序（刀位）。 CL文件由CAD程序包（例如IDEAS）生成，包括鉆孔位置與主軸速度、刀具、冷卻劑相關(guān)的信息。 圖3、高水平的操作程序顯示出因果的相關(guān)性和并行性。 這個(gè)抽象表征的順序操作來(lái)源于圖2CL數(shù)據(jù),并將被用來(lái)設(shè)計(jì)序列分析的控制。 1、有關(guān)的研究 由于可重構(gòu)在加工系統(tǒng)中是一個(gè)比較新的概念，即使有的話(huà)，已經(jīng)出版的有關(guān)組合機(jī)床設(shè)計(jì)的文學(xué)作品也是很少的。但是，組合機(jī)床已在市場(chǎng)上好幾年了，一些以往發(fā)表的有關(guān)組合機(jī)器人，組合機(jī)床和裝配的文章的確與可重構(gòu)機(jī)床有一定關(guān)系。例如， Shinno和Ito [17] ， [18] ， [19] ， [20]提出過(guò)一種機(jī)床結(jié)構(gòu)配置的方法，他們把機(jī)床結(jié)構(gòu)分解成簡(jiǎn)單的幾何形式，例如：箱，缸等。Yan 和 Chen [21], [1]把這種方法擴(kuò)展到了加工中心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。Ouyang等人[12]把Ito的這種方法應(yīng)用到了組合機(jī)床系統(tǒng)中，形成了一種機(jī)床模塊的列舉法。Paradis 和 Khosla [15]明確了最適合執(zhí)行的模塊化裝配配置的特定任務(wù)。Chen [2]找到了一個(gè)最佳的配置結(jié)構(gòu)用于處理問(wèn)題的特定任務(wù)，他的步驟是根據(jù)組裝的關(guān)聯(lián)矩陣，并采用傳統(tǒng)算法來(lái)解決優(yōu)化問(wèn)題。在系統(tǒng)方面，Rogers 和 Bottaci [16]論述了可重構(gòu)制造系統(tǒng)的意義，Owen等人[13]開(kāi)發(fā)了一種用于教育的模塊化重組制造系統(tǒng)綜合計(jì)劃。 在我們的運(yùn)作中，運(yùn)動(dòng)圖和布局結(jié)構(gòu)（即螺旋理論，圖論等）是用來(lái)捕獲可重構(gòu)機(jī)床特點(diǎn)的傳統(tǒng)方法。這些數(shù)學(xué)方案常用于綜合布局，功能分解，和繪圖程序；具體細(xì)節(jié)可以在[9]找到。 2、任務(wù)說(shuō)明 明確一臺(tái)可重構(gòu)機(jī)床設(shè)計(jì)的任務(wù)，需要分析刀具位置數(shù)據(jù)，以確定完成所期望的運(yùn)動(dòng)所必需的一系列功能。分為三個(gè)步驟：首先，用產(chǎn)生的曲線(xiàn)圖來(lái)抽象的表示運(yùn)動(dòng)，然后，把這些圖表分解成功能，最后，這些功能再映射到程序庫(kù)中的機(jī)械模塊上。 機(jī)床的結(jié)構(gòu)圖對(duì)系統(tǒng)的備用配置進(jìn)行列舉，提供了圖表的識(shí)別方法。圖表表示法也被用于分配機(jī)械模塊到圖元素。一個(gè)圖表是由一組頂點(diǎn)連接在一起的邊緣。當(dāng)使用圖作為機(jī)床結(jié)構(gòu)的抽象表示時(shí),我們定義兩個(gè)不同類(lèi)型的頂點(diǎn):0型和1型。一個(gè)頂點(diǎn)表示有兩個(gè)端口的物理對(duì)象，每個(gè)端口代表在對(duì)象上的位置，可以連接到鄰近的對(duì)象。一0型頂點(diǎn)的輸入和輸出端口是互不干擾的,而1型頂點(diǎn)的輸入和輸出端口是互相正交的。加工任務(wù)也分為0型或1型,這取決于刀具是平行還是垂直于工件。 圖4顯示了一個(gè)0型任務(wù)圖。四個(gè)1型頂點(diǎn)與幾個(gè)0型頂點(diǎn)相結(jié)合以三維形式創(chuàng)建了一個(gè)機(jī)床結(jié)構(gòu)。因?yàn)?型頂點(diǎn)不改變方向，它們可以在各種組合中被用來(lái)作為墊片。原點(diǎn)表示機(jī)床的基準(zhǔn)。原點(diǎn)的選擇不是唯一的，不同的選擇將導(dǎo)致不同的機(jī)床設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)功能被分配到圖的頂點(diǎn);運(yùn)動(dòng)功能（如需要）被分配到邊緣。例如，圖4舉的例子，如何在X，Y，Z方向平移運(yùn)動(dòng)可分配給圖形的邊緣，表示了邊緣的兩個(gè)頂點(diǎn)所代表的有形物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 圖4、一個(gè)圖代表一種機(jī)床結(jié)構(gòu)。 平移運(yùn)動(dòng) (TX; TY ; TZ)被分配到圖的邊緣。頂點(diǎn)有結(jié)構(gòu)的功能。 機(jī)床的基本功能是通過(guò)工具和工件間的物理運(yùn)動(dòng)來(lái)描述的。這些運(yùn)動(dòng)功能可由類(lèi)似變化的模塊 [11]來(lái)表示 ，我們期望的機(jī)床功能將被編碼到模塊T上，然后根據(jù)操作順序進(jìn)行必要的加工運(yùn)動(dòng)來(lái)完成加工任務(wù)。在圖2中，該工藝文件包含了工具在笛卡爾坐標(biāo)系中的位置和運(yùn)動(dòng)。例如，第一運(yùn)動(dòng)可被分解為： P1處可表示工具在該處的位置和運(yùn)動(dòng)方向，用于定位，而F1處則表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？梢缘贸?，任何兩個(gè)相鄰的位置的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換可以可以被分解為： 其他的運(yùn)動(dòng)描述可以類(lèi)似表示。 對(duì)于各種類(lèi)型的加工操作，模板常被作為一個(gè)起點(diǎn)，用來(lái)確定進(jìn)行加工任務(wù)所需要的不同運(yùn)動(dòng)功能。例如，模板銑削和鉆井作業(yè)表明運(yùn)動(dòng)功能所必需的主軸旋轉(zhuǎn)，工具進(jìn)給和工具定位。通過(guò)使用此模板，我們可以把精確的進(jìn)給和定位信息提供給加工過(guò)程，便可以得出確切的必要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如工具旋轉(zhuǎn)， X軸方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),Y，Z軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以及Z軸方向的工具定位運(yùn)動(dòng)如圖5所示。 圖5、功能分解模板 在運(yùn)動(dòng)分解階段每一個(gè)被確定的運(yùn)動(dòng)函數(shù)都會(huì)被映射在如上所示的曲線(xiàn)圖上，不同位置的特定函數(shù)可以生成多種解決方案。由于理論上的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是交替出現(xiàn)的，所以他們?cè)趫D形中的順序也是交替變化的。在函數(shù)的繪制中，螺旋運(yùn)動(dòng)（包括純轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)）和機(jī)床結(jié)構(gòu)的布局是最重要的信息。 3、模塊選擇 我們可以根據(jù)任務(wù)明確階段繪制到圖表中的運(yùn)行情況在模塊庫(kù)中選擇商品模塊，模塊庫(kù)中的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包含代表其運(yùn)動(dòng)或結(jié)構(gòu)功能的同質(zhì)變換矩陣，各種運(yùn)動(dòng)信息的變化矢量，代表模塊剛度的規(guī)則矩陣，模塊連接的信息，和電源要求（如軸和滑塊等活動(dòng)模塊）。 模塊選擇的第一步是比較模塊間的相似變換矩陣，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇以滿(mǎn)足任務(wù)的要求，該產(chǎn)品的所有模塊矩陣應(yīng)等于預(yù)期的任務(wù)矩陣：T= T1T2...Tn。再次，對(duì)于某一特定模塊的結(jié)構(gòu)配置我們會(huì)有許多可能的選擇。圖6顯示了不同的滑塊，軸和一些結(jié)構(gòu)要素，可以根據(jù)圖4進(jìn)行組裝。 一個(gè)配有CAD模型和變換矩陣的滑行模塊如圖7所示。它能夠在一個(gè)方向上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)變量μ1表明次運(yùn)動(dòng)在其變換矩陣內(nèi)。它的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄如表1所示，不僅存儲(chǔ)著其變換矩陣，而且還有制造商,模塊名稱(chēng)，初始位置，功率大小和運(yùn)動(dòng)范圍等。一些變量參數(shù)可根據(jù)模塊的最小限量，初始値，最大位移等信息而被擴(kuò)大。 圖6、如圖4所示結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為是不同模塊的選擇 圖7、機(jī)械模塊的典型示例。左邊為一組合機(jī)床的CAD模型，其右邊為變換矩陣。 表格1 這臺(tái)機(jī)器模塊的數(shù)據(jù)庫(kù)信息和文件如圖7 4、評(píng)價(jià) 一旦一套有效運(yùn)行的模塊被選中,由此產(chǎn)生的機(jī)械設(shè)計(jì)就必須進(jìn)行評(píng)估。可重構(gòu)機(jī)床的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由以上的系統(tǒng)程序合成，包括工件包層，自由度數(shù)，使用的模塊的數(shù)量和動(dòng)態(tài)剛度。 機(jī)床的自由度數(shù)必須保持符合最低要求，以降低驅(qū)動(dòng)功率，盡量減少錯(cuò)誤鏈。每個(gè)活動(dòng)實(shí)例表明，由該方法生成的具有精確的自由度數(shù)的設(shè)計(jì)必須執(zhí)行在給定部分所需的加工操作[10]。機(jī)床設(shè)計(jì)方案如圖8所示，這是由圖1零件使用的方法產(chǎn)生的。 由此產(chǎn)生的設(shè)計(jì)就必須進(jìn)行預(yù)期的準(zhǔn)確性的評(píng)估。整個(gè)機(jī)床的剛度，性能方面最重要的因素之一，根據(jù)模塊矩陣和連接方法估計(jì)。 (a)V6機(jī)床 (b)V8機(jī)床 圖8、可重構(gòu)機(jī)床的兩個(gè)不同設(shè)計(jì) 三、控制設(shè)計(jì) 由于機(jī)床是根據(jù)模塊組成原理配置的，因此我們可以控制它的運(yùn)作。在這項(xiàng)工作中，我們把重點(diǎn)放在邏輯控制的順序安排和機(jī)械模塊的協(xié)調(diào)性上；有些機(jī)床具有獨(dú)立的系統(tǒng)形式[6] ，它可以控制著每一個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，這就是我們提及到的機(jī)械控制模塊。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，我們常把從動(dòng)件與主動(dòng)件連接在一起。而在控制設(shè)計(jì)方面，還必須用“膠水”模塊把機(jī)械控制模塊連接起來(lái)?？芍貥?gòu)的總體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9所示：與圖8的兩個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)類(lèi)似，但它沒(méi)有Y軸向的控制模塊。如圖所示，機(jī)械控制模塊處于最低層，直接作用于機(jī)械系統(tǒng)。用戶(hù)界面控制模塊是在最高層，與用戶(hù)按鈕和顯示屏相連接?？刂颇K的操作聯(lián)接可以被界定為某部分加工的高水平的操作聯(lián)接，如圖3所示。三個(gè)模塊處理模式切換邏輯。在本節(jié)中，我們簡(jiǎn)要地描述這些類(lèi)型的每一個(gè)控制模塊以及它們的互動(dòng)與協(xié)調(diào)。 圖9、該模塊化控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 1、 機(jī)床控制模塊 每臺(tái)機(jī)床控制模塊有一個(gè)明確的界面規(guī)格:它接收來(lái)自一給定設(shè)置的離散信號(hào),并將結(jié)果反饋到給定設(shè)置?？刂颇K將連續(xù)控制，如軸的伺服控制。這種持續(xù)的控制采用標(biāo)準(zhǔn)的PID算法來(lái)設(shè)計(jì)，來(lái)自機(jī)模塊定義的軸參數(shù)有慣量，功率，絲桿節(jié)距等。此外，每臺(tái)機(jī)床控制模塊將包含與機(jī)械模塊相關(guān)的任何機(jī)器服務(wù)的控制，如潤(rùn)滑或冷卻劑。因此,每臺(tái)機(jī)床控制模塊是一個(gè)獨(dú)立的控制器，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以單獨(dú)地測(cè)試機(jī)器的其余部分。 設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械控制模塊必須做到只用一個(gè)庫(kù)存的機(jī)械模塊。每當(dāng)機(jī)械模塊用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，控制模塊可用于相關(guān)的控制設(shè)計(jì)?？刂颇K有自己的處理能力，可以單獨(dú)使用, I/O和網(wǎng)絡(luò)連接到該控制系統(tǒng)的其余部分，也可用作一個(gè)在集中樣式中實(shí)施的一體機(jī)控制器，。 如圖10所示是一個(gè)機(jī)械控制模塊例子的幻燈片。模塊可以接受四個(gè)命令：移動(dòng)到x位置，停止，緩慢移動(dòng)到x的正方向，緩慢移動(dòng)到x負(fù)方向。當(dāng)它已經(jīng)完成了預(yù)期的操作,它返回到“已做”的響應(yīng)。一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器被包含(但未顯示), 如果預(yù)先設(shè)定的時(shí)間已過(guò)而已完成的響應(yīng)沒(méi)有發(fā)出，就會(huì)返回一個(gè)“錯(cuò)誤”的響應(yīng)。 2、操作程序 模塊的操作順序是指從高級(jí)別序列提取刀位數(shù)據(jù)，如圖3所示。該控制模塊的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)必須操作的部分的序列，需要等待每個(gè)步驟的完成。圖11給出了圖8（b）機(jī)器的操作順序模塊和圖3的操作數(shù)序。在設(shè)計(jì)中，僅是將錯(cuò)誤傳遞到用戶(hù)界面的簡(jiǎn)單錯(cuò)誤處理被合并，但為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)在圖中沒(méi)有顯示出來(lái)。如果接受到一個(gè)“重置”命令，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，滑動(dòng)到初始位置。V6機(jī)床的操作順序是類(lèi)似的，但是有跟多的操作，因?yàn)橛袃蓚€(gè)被列序的線(xiàn)性軸。如圖9的總體結(jié)構(gòu), 操作程序控制模塊有兩個(gè)端口：一個(gè)連接到自動(dòng)模式控制模塊，另一個(gè)連接到?jīng)_突檢查。到操作層序界面控制模塊如圖12所示。 圖10、滑動(dòng)控制器?；瑒?dòng)控制器包括（在箱體內(nèi)）伺服控制器。 當(dāng)滑動(dòng)到指定位置并在允許公差范圍內(nèi)，一“已做”的響應(yīng)被反饋回來(lái)。 圖11、操作程序模塊,顯示出操作和事件的整體序列。模塊界面如圖12所示。 任何時(shí)候收到重置指令，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)顯示只部分事件痕跡。錯(cuò)誤事件的痕跡被刪除。 圖12、操作程序控制模塊的框圖顯示端口和共享事件。 被模塊接收到的事件是斜體，與上一級(jí)的模塊共享事件是粗體。 3、 模塊化控制結(jié)構(gòu) 用戶(hù)界面控制模塊與用戶(hù)通過(guò)一組按鈕來(lái)控制控制系統(tǒng)的開(kāi)啟與關(guān)閉，控制模式之間的切換，單補(bǔ)通過(guò)操作順序。其主要功能是通過(guò)其余的控制器傳遞用戶(hù)命令并向用戶(hù)顯示機(jī)器的現(xiàn)狀。 機(jī)床控制器有幾種不同的模式。在自動(dòng)模式，操作程序執(zhí)行不斷;另一種模式可以執(zhí)行的操作順序只有一次。在同步模式下，一個(gè)按鈕命令必須用于啟動(dòng)操作程序的每一步，在手動(dòng)模式下，通過(guò)同時(shí)移動(dòng)有源元件一部分的手動(dòng)進(jìn)給命令，，更好的控制命令是可行的。不是重復(fù)每個(gè)控制模式的操作順序，而是使用序列的表示形式。該模式切換邏輯決定適當(dāng)?shù)臅r(shí)間發(fā)送“開(kāi)始”事件到操作程序。 沖突的檢查控制模塊的主要功能是傳遞來(lái)自操程序中的命令和手動(dòng)模式模塊給適當(dāng)?shù)臋C(jī)器控制模塊。它可以使用機(jī)器模塊定義的數(shù)據(jù)庫(kù)，并用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)檢查引起一些機(jī)械干擾的違規(guī)指令。由于定義完善的界面到到低層次的機(jī)控制模塊，沖突檢查的設(shè)計(jì)可以通過(guò)高層次的控制指令來(lái)做。物理I/ O的詳細(xì)信息由機(jī)器控制模塊來(lái)處理。 如上所述,每個(gè)控制模塊是由通過(guò)一個(gè)接收某一語(yǔ)言對(duì)的有限狀態(tài)機(jī)器來(lái)表示的。(允許事件的序列)。我們已經(jīng)表明隨著這些語(yǔ)言中的一些定義完善的條件和模塊連接，整體控制結(jié)構(gòu)可以保證無(wú)死鎖[8];舉所有合并后的邏輯控制器可能的序列，這將是不切實(shí)際的，不需要驗(yàn)證。 四、可重構(gòu)性能 已有機(jī)械模塊可用于多種不同機(jī)器設(shè)計(jì)，與每個(gè)機(jī)械模塊相關(guān)的控制模塊合并到整個(gè)機(jī)床的控制設(shè)計(jì)中。本機(jī)庫(kù)和控制模塊既可以通過(guò)縮短了設(shè)計(jì)周期顯著地減少新的加工體系的前置時(shí)間，提升時(shí)間產(chǎn)能，因?yàn)樵谒鼈冞B接之前每個(gè)模塊可單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。 對(duì)于某些部分的變化（如圖1所示的V6和V8發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋之間），機(jī)床將需要重新配置，可通過(guò)增加一個(gè)軸或改變主軸。當(dāng)這種類(lèi)型的重組發(fā)生時(shí)，操作程序控制模塊和沖突檢查（如新機(jī)械干擾的產(chǎn)生）需要作出改變。 因?yàn)樗鼈儞碛幸粋€(gè)定義完善的界面,因此每個(gè)單獨(dú)的控制模塊可以獨(dú)立地改變。只要重新設(shè)計(jì)的控制模塊有同樣的離散事件接口,由此產(chǎn)生的系統(tǒng)被保障是自由死鎖。例如,一個(gè)摩擦補(bǔ)償控制算法可以被加到一個(gè)滑控制模塊。這樣做會(huì)提高該模塊的性能,但唯一的改變必須在最低級(jí)的模塊中。 五、結(jié)論和未來(lái)的工作 從歷史上看，機(jī)床設(shè)計(jì)已具有一定的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。在這項(xiàng)研究中，我們介紹了一種基于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的可重構(gòu)機(jī)床的相關(guān)性能評(píng)價(jià)以及其相關(guān)的控制設(shè)計(jì)。這項(xiàng)研究工作已被應(yīng)用到新一代機(jī)床配置和模塊化設(shè)計(jì)中去，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工序是以加工要求為出發(fā)點(diǎn)的。 方法指出，合成機(jī)床可以配有機(jī)械模塊的程序庫(kù)以便于數(shù)據(jù)的收集與存儲(chǔ)，自動(dòng)控制，并準(zhǔn)備把它用于任何機(jī)械設(shè)計(jì)。該方法還能夠確保將所有的可行運(yùn)動(dòng)和一些差異明顯的構(gòu)造進(jìn)行系統(tǒng)的列舉，以減少錯(cuò)失一個(gè)良好設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。 我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于Java機(jī)械設(shè)計(jì)加工的自動(dòng)化程序，目前，我們正準(zhǔn)備把控制設(shè)計(jì)程序并入到現(xiàn)有的框架內(nèi)。我們也擴(kuò)大了現(xiàn)有的設(shè)備和控制模塊庫(kù)，連續(xù)變量控制的獨(dú)立區(qū)域也正在逐漸正規(guī)化。 致謝 作者想要感謝ERC成員的支持以及他們提供的資料。MEAM畢業(yè)的學(xué)生Eric Endsley, Morrison Lucas, and Yong-Mo Moon為這篇文章的寫(xiě)作提供了幫助。 參考文獻(xiàn) [1] F.-C. 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