校直機(jī)的設(shè)計(jì)【機(jī)械畢業(yè)資料含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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專(zhuān)題 精密校直機(jī)的控制系統(tǒng)
一、概述
機(jī)械、汽車(chē)、電機(jī)等行業(yè)大量使用軸類(lèi)、桿類(lèi)零件，這些零件的原材料在粗加工火熱處理等過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，如果不進(jìn)行校直處理會(huì)直接影響工件的后序加工和使用，甚至可能出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的廢品。所以為了能獲得下道工序所允許的最小切削量或通過(guò)精密校直保證工件達(dá)到嚴(yán)格的最終設(shè)計(jì)公差要求，校直機(jī)成了工件熱處理后不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。在傳統(tǒng)工藝中，多數(shù)廠家選用手動(dòng)壓力機(jī)，校直量難以控制，效率低下，難以滿足校直要求；而自動(dòng)校直是一種先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝，近年來(lái)隨著我國(guó)工業(yè)整體技術(shù)水平和技術(shù)要求的提高，該工藝被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、電機(jī)等行業(yè)中。
自動(dòng)校直技術(shù)通過(guò)數(shù)控精密校直液壓機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)精校機(jī)）完成對(duì)軸、管、棒等類(lèi)零件的校直，是一種先進(jìn)制造技術(shù)，是機(jī)械加工過(guò)程中保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、機(jī)床、紡織機(jī)械等機(jī)械制造行業(yè)。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究起步較早，已開(kāi)發(fā)出具有本國(guó)特色的自動(dòng)精校機(jī)產(chǎn)品。而我國(guó)在這一領(lǐng)域才剛剛起步，目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的大部分精校機(jī)都從國(guó)外引進(jìn)。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，此項(xiàng)技術(shù)的重要性日益顯現(xiàn)出來(lái)，迫切需要自動(dòng)校直技術(shù)及其成套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類(lèi)零件的精密校直，以提高軸類(lèi)零件的加工精度。
二、BUM系列軸類(lèi)自動(dòng)校直機(jī)
一）設(shè)備說(shuō)明
該產(chǎn)品適用范圍包括：轉(zhuǎn)向齒條、凸輪軸、曲軸、半軸、齒輪軸、電機(jī)軸、減震器桿、活塞桿、車(chē)橋殼等軸桿類(lèi)零件。該系列產(chǎn)品在消化吸收國(guó)外技術(shù)的同時(shí)，針對(duì)國(guó)內(nèi)客戶情況，在校直原理、測(cè)量方式、人機(jī)交互、特殊工件處理方面都作了大量創(chuàng)新設(shè)計(jì)。普通零部件國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)加工，關(guān)鍵器件選用的是日本、韓國(guó)、德國(guó)等國(guó)家著名公司的進(jìn)口產(chǎn)品，從而保證了利用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格擁有世界級(jí)自動(dòng)校直機(jī)的整體品質(zhì)。
該系列產(chǎn)品主要特性：
1、高可靠性、高精度的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量精度±5μm、顯示分辨率1μm ；
2、 修正量的自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)，精密液壓控制，自動(dòng)分析計(jì)算修正量 對(duì)工件缺陷（中心偏心、橢圓、毛刺等）的特殊處理，解決了假性彎曲的問(wèn)題；
3、先進(jìn)的WINDOWS測(cè)量系統(tǒng)，友好的人機(jī)對(duì)話界面，較好地實(shí)現(xiàn)了操作者與設(shè)備的人機(jī)交互；
4、簡(jiǎn)潔方便的工件夾持定位裝置，用戶可快速方便地調(diào)整工裝，滿足不同工件生產(chǎn)要求 ；
5、聲發(fā)射裝置可供選擇，可檢測(cè)出工件裂紋缺陷；
6、高效生產(chǎn)效率，滿足大批量生產(chǎn)要求
7、可存儲(chǔ)多種不同工件參數(shù)，滿足不同種類(lèi)產(chǎn)品校直需要
二）主要部分介紹
1、液壓控制系統(tǒng)
泵站、液壓閥組、執(zhí)行油缸，液壓控制回路等組成了校直機(jī)的液壓系統(tǒng)。由于液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件采用的是世界著名公司的產(chǎn)品，保證了液壓系統(tǒng)工作的精確性、穩(wěn)定性、可靠性。在校直機(jī)待機(jī)工作時(shí)，獨(dú)到的節(jié)能卸荷方式設(shè)計(jì)較好的節(jié)約能源。
2、氣動(dòng)控制單元
氣動(dòng)三聯(lián)件、壓力繼電器、集裝閥組以及執(zhí)行氣缸組成的氣動(dòng)控制回路，構(gòu)成了校直機(jī)的氣動(dòng)單元。氣動(dòng)單元主要是控制并執(zhí)行工件的夾緊、定位、分選和運(yùn)送等動(dòng)作，在每個(gè)執(zhí)行氣缸上都有位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)用于向系統(tǒng)反饋動(dòng)作執(zhí)行情況，便于動(dòng)作流程的控制以及故障診斷與排查。氣動(dòng)元件主要選用日本、韓國(guó)公司的產(chǎn)品，動(dòng)作靈敏可靠，壽命長(zhǎng)。
3、工件跳動(dòng)檢測(cè)單元
機(jī)械杠桿式的測(cè)量放大機(jī)構(gòu)、高精度的位移和角度傳感器、精密的速度控制電機(jī)以及測(cè)量探頭構(gòu)成了工件跳動(dòng)檢測(cè)單元。測(cè)量探頭可以采用超硬圓棒式測(cè)量挺桿、全開(kāi)或半開(kāi)包容式測(cè)量片以及高精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪等多種方式，分別對(duì)軸桿類(lèi)工件的純圓截面、D型截面以及齒輪或花鍵的分度圓等部位的徑向跳動(dòng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。復(fù)雜周密的設(shè)計(jì)保證了測(cè)量的精確性、實(shí)用性。
4、可編程控制中心（PLC）
可編程控制中心是校直機(jī)的關(guān)鍵組成部分。校直機(jī)繁雜有序的動(dòng)作都是在它的程序控制下執(zhí)行完成的。PLC與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相互通訊并協(xié)調(diào)控制各執(zhí)行部件有序的進(jìn)行夾緊、測(cè)量、校直部位選擇、加壓實(shí)施修正等動(dòng)作。系統(tǒng)采用日本MITSUBISHI系列可編程控制器（也可根據(jù)用戶要求選用日本OMRON、德國(guó)SIEMENS等公司的產(chǎn)品），電氣操作和執(zhí)行元件主要采用MITSUBISHI、FUJI、OMRON等公司的產(chǎn)品，工作穩(wěn)定可靠。
5、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)
超高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全可靠的輸入輸出系統(tǒng)、帶大屏幕彩色液晶顯示器的工業(yè)一體化工作站、高專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的軟件包，全中文的人機(jī)交互界面，豐富多彩的圖文顯示、可打印的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)輸出等構(gòu)成了校直機(jī)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)方面，我們?cè)诮梃b了國(guó)外各專(zhuān)業(yè)廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了我們獨(dú)特的校直理念，其中點(diǎn)振式修正大大加快了校直速度。向量分解式修正是專(zhuān)門(mén)針對(duì)帶有D形截面或表面局部淬火的工件（如轉(zhuǎn)向器齒條）而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。這一類(lèi)工件通常由于外形的不規(guī)則或各個(gè)方向上熱處理不均勻，導(dǎo)致其不同的方向上機(jī)械特性存在差異，如果使用傳統(tǒng)的校正方式很難達(dá)到產(chǎn)品的技術(shù)要求。向量分解式修正可以在不同的方向上建立不同的修正模型進(jìn)行校正，出色的解決了這類(lèi)工件難于校直的問(wèn)題?？扇我鈹U(kuò)展的工件參數(shù)存儲(chǔ)，滿足了一機(jī)多用的要求。完善的故障自診斷系統(tǒng)可使操作人員迅速排查設(shè)備故障。測(cè)量動(dòng)態(tài)波形顯示可以非常直觀的發(fā)現(xiàn)工件的圓度誤差、毛刺、凹坑等工件表面缺陷。
6、工件特殊缺陷的處理
一般工件存在三種缺陷：中心偏心、表面橢圓、毛刺凹坑，針對(duì)以上三種缺陷我公司在軟件和硬件上采用了特殊處理方式，如不對(duì)以上缺陷進(jìn)行處理，可能隱藏了許多假性彎曲問(wèn)題，針對(duì)中心偏心問(wèn)題，我們?cè)谥味思友b了兩套測(cè)量裝置，可直接測(cè)量出偏心，通過(guò)計(jì)算機(jī)演算，去除測(cè)量點(diǎn)的假性彎曲；針對(duì)表面橢圓問(wèn)題，我們對(duì)測(cè)量波形進(jìn)行了波形分解處理，可通過(guò)計(jì)算得到真正的圓；針對(duì)毛刺凹坑問(wèn)題，我們對(duì)測(cè)量波形進(jìn)行了平滑處理，把凸點(diǎn)和凹點(diǎn)去除掉，消除了由于毛刺凹坑產(chǎn)生的影響。
三、ASC系列自動(dòng)軸類(lèi)校直機(jī)
一）、設(shè)備說(shuō)明
ASC系列校直機(jī)是長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所與日本國(guó)際計(jì)測(cè)器株式會(huì)社（KOK公司）合作生產(chǎn)的產(chǎn)品。有自動(dòng)、半自動(dòng)兩種機(jī)型，該機(jī)采用了日本技術(shù)及關(guān)鍵零部件，由長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所生產(chǎn)主機(jī)及裝配，實(shí)行中國(guó)市場(chǎng)價(jià)格，有極高的性能價(jià)格比。
機(jī)械、汽車(chē)、電機(jī)等行業(yè)大量使用各種軸類(lèi)、桿類(lèi)零件，這些零件在鍛造、冷加工、回火、淬火、調(diào)質(zhì)過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，在這種情況如果不進(jìn)行校直處理，就會(huì)影響工件的后序加工或使用，甚至可能會(huì)出現(xiàn)廢品。校直機(jī)正是為克服這種不良影響而設(shè)計(jì)制造的。
1994年我所與日本國(guó)際計(jì)測(cè)器株式會(huì)社(KOK)公司技術(shù)合作，開(kāi)始生產(chǎn)軸類(lèi)校直機(jī)，目前形成了ASC定型系列產(chǎn)品。ASC系列校直機(jī)是一種集機(jī)械、液壓、氣動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)分析為一體的高科技產(chǎn)品。具有優(yōu)良技術(shù)性能，測(cè)量精度高，生產(chǎn)節(jié)拍快，工件適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)形狀特異的零部件有一套成熟的程序。
二）、主要部分介紹
該系列樣直機(jī)由智能化的分析測(cè)量系統(tǒng)、可程控的電機(jī)、電氣、機(jī)械、液壓、空壓控制系統(tǒng)等組成。具有靈活的人機(jī)對(duì)話界面、操作使用方便，快捷。
1、承載機(jī)架
校直機(jī)按主機(jī)結(jié)構(gòu)的形式分為C型和門(mén)型，C型機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工容易，在下部安裝一可移動(dòng)工作臺(tái)，帶動(dòng)工件及支承在工作臺(tái)上左右移動(dòng)，把工件移到修正部位。加壓油缸體固定于機(jī)器的上部，活塞可按計(jì)算機(jī)的計(jì)算修正量對(duì)工件進(jìn)行校直。門(mén)型機(jī)具有封閉的主機(jī)框架，主機(jī)剛性好，易于加入自動(dòng)生產(chǎn)線組成真正的全自動(dòng)校直機(jī)亦稱(chēng)FASC系列。門(mén)型機(jī)架有一個(gè)固定的工作臺(tái)，加壓油缸為可移動(dòng)式。兩種機(jī)架的工作臺(tái)上件都是可更換式的臺(tái)上部件，以適應(yīng)各種可動(dòng)支承，測(cè)量單元、摩擦驅(qū)動(dòng)裝置，頂尖式回轉(zhuǎn)中心的安裝。
2、液壓控制系統(tǒng)
泵站、閥組、執(zhí)行油缸組成了校直機(jī)的液壓控制系統(tǒng)。泵站由普通交流電機(jī)拖動(dòng)柱塞式液壓泵為校直機(jī)提供主要?jiǎng)恿υ矗姶砰y組在可編程控制中心的指令下，進(jìn)行有序的快進(jìn)、快退、工進(jìn)、修正進(jìn)給等動(dòng)作。校直機(jī)是一種工作壓力大，動(dòng)作頻繁、執(zhí)行精度高的復(fù)雜設(shè)備；動(dòng)作的穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠對(duì)校直機(jī)的控制系統(tǒng)提出了很高的要求，國(guó)際計(jì)測(cè)器公司的專(zhuān)用測(cè)量放大系統(tǒng)具有較高的可靠性，而且放大器還設(shè)置了各個(gè)分步動(dòng)作功能，以利操作者或維護(hù)人員檢查機(jī)器的動(dòng)作。在液壓系統(tǒng)中針對(duì)中國(guó)地域遼闊和生產(chǎn)場(chǎng)地溫差大的特點(diǎn)，采取節(jié)能卸荷方式，保證了工作油在較合適的工作溫度下的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、氣動(dòng)控制單元
校直機(jī)的控制系統(tǒng)在普通工程壓力下，控制機(jī)器各輔助零部件執(zhí)行動(dòng)作。集裝閥組與各執(zhí)行氣缸的組合構(gòu)成了校直機(jī)的氣動(dòng)單元。在每個(gè)執(zhí)行氣缸上都有敏感元件，用以向PLC系統(tǒng)反饋動(dòng)作的執(zhí)行情況。氣動(dòng)單元主要控制回轉(zhuǎn)中心的前進(jìn)、后退、摩擦驅(qū)動(dòng)壓桿的升降、各個(gè)可動(dòng)支承的組合升降及中心孔部件頂尖的清潔等功能。
4、工件徑跳檢測(cè)單元
校直機(jī)的工作有一半取決于對(duì)工件徑跳的檢測(cè)，亦稱(chēng)TIR測(cè)量。對(duì)于純圓工件的測(cè)量徑跳主要做工件的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、彎曲位移的檢測(cè)以及最大彎曲變形發(fā)生角度的測(cè)量，還要將工件停止在彎曲最大點(diǎn)朝上的位置，精密的速度控制電機(jī)單元驅(qū)動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)及定位停止。角位移傳感器準(zhǔn)確地給出工件最大彎曲變形發(fā)生的角度和工件需停止的角度。精確的彎曲位移測(cè)量傳感器是由差動(dòng)變壓器式位移傳感器來(lái)充當(dāng)?shù)?。由于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾大，傳感器動(dòng)作頻繁，因此校直機(jī)采用了帶小信號(hào)放大器傳感器，很好地解決了信號(hào)傳遞所引起的噪聲。針對(duì)形狀各異的工件可以安裝不同的探頭，諸如柱形挺桿 ，R型測(cè)量子，板式測(cè)量片，對(duì)開(kāi)式圓形測(cè)量子等。
5、可編程控制中心
這是校直機(jī)的核心部件，它在程序控制下，指揮包括CPU在內(nèi)的各執(zhí)行部件有序的進(jìn)行夾持、檢測(cè)、修正，系統(tǒng)中采用日本OMROM系列可編程控制器，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，工業(yè)狀況好。各種卡接式安裝，易于局部更換部件。有編程經(jīng)驗(yàn)的用戶可自行編制用戶程序。ASC系列校直機(jī)在以PLC為中心設(shè)計(jì)時(shí)，幾乎全部執(zhí)行器件都使用了信息反饋，確保了各執(zhí)行動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，有效地避免了誤動(dòng)作，保證了工件及設(shè)備的安全。
6、計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng)
ASC系列校直機(jī)所用的計(jì)算機(jī)是日本國(guó)際計(jì)測(cè)器公司的專(zhuān)用型產(chǎn)品，操作者通過(guò)鍵盤(pán)輸入的工作參數(shù)。根據(jù)對(duì)各種傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行分析計(jì)算、確定工件的修正部位及修正量，給PLC單元提供依據(jù)。在數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程中，很好地解決了工件表面缺陷或毛刺所引起的測(cè)量誤差，并且對(duì)橢圓形工件也能正確找出其真實(shí)彎曲變形，很好的解決了花鍵及齒輪節(jié)圓徑跳測(cè)量問(wèn)題。對(duì)于形狀特異的工件，如轉(zhuǎn)向機(jī)齒條系統(tǒng)，還能用矢量分割方法對(duì)可校工作面進(jìn)行有效的校正。以上這些正是ASC系列校直機(jī)軟件包的獨(dú)到之處。該單元通過(guò)顯示器提供高清晰度的圖文顯示，并可通過(guò)打印機(jī)進(jìn)行多功能的統(tǒng)計(jì)輸出。
四、ASC-Ⅱ系列自動(dòng)校直機(jī)
一）、簡(jiǎn)介
長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所有著多年的與國(guó)外廠商合作生產(chǎn)自動(dòng)校直機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多年的精心鉆研，我們博采眾家之長(zhǎng)，推出了ASC-Ⅱ系列軸類(lèi)自動(dòng)校直機(jī)。該系列產(chǎn)品在消化吸收國(guó)外技術(shù)的同時(shí)，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在校直原理、測(cè)量方式、人機(jī)交互提示、中文操作界面、隨機(jī)電子圖文幫助等方面作了大量的完善和改進(jìn)，使之更加適于中國(guó)的使用習(xí)慣和現(xiàn)場(chǎng)條件。所采用的元器件經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，關(guān)鍵器件選用的是日本，德國(guó)等國(guó)家著名公司的進(jìn)口產(chǎn)品，從而保證了自動(dòng)校直機(jī)的整體品質(zhì)和可靠性，優(yōu)異的性?xún)r(jià)比會(huì)給新老用戶帶來(lái)豐厚的回報(bào)。
主要特性：
1、高可靠性、高精度的測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量精度±5μm、顯示分辨率1μm
2、修正量的自適應(yīng)調(diào)整系統(tǒng)，自動(dòng)分析計(jì)算修正量。
3、簡(jiǎn)法的工件夾持定位裝置，用戶可快速方便地調(diào)整工裝。
4、友好的人機(jī)對(duì)話界面，較好地實(shí)現(xiàn)了操作者與設(shè)備的人機(jī)交互。
5、必要的人與設(shè)備安全防護(hù)措施。
6、多種可供選擇的功能部件：聲發(fā)射裂紋檢測(cè)裝置；實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn)的自動(dòng)送料帶。
7、可達(dá)每小時(shí)30-180件的高校直生產(chǎn)效率，實(shí)際工作效率由工件的不同精度要求決定。
二）、ASC-Ⅱ系列校直機(jī)各主要部分簡(jiǎn)介
智能化的分析測(cè)量系統(tǒng)、可程控的電機(jī)、電氣、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)控制系統(tǒng)使得ASC-Ⅱ系列校直機(jī)成為一個(gè)多技術(shù)門(mén)類(lèi)的復(fù)雜技術(shù)產(chǎn)品。校直機(jī)豐富直觀的人機(jī)界面、向用戶開(kāi)放的技術(shù)條件為提高整機(jī)的工作效率創(chuàng)造了極大的方便，各主要部分的有機(jī)配合使得設(shè)備的整體性能出類(lèi)拔萃。
1、承載機(jī)架
自動(dòng)校直機(jī)按主機(jī)結(jié)構(gòu)形式可分為C型校直機(jī)和門(mén)型校直機(jī)兩種。C型校直機(jī)是開(kāi)式框架結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造加工容易、但主機(jī)剛性差，只是對(duì)超長(zhǎng)的軸桿類(lèi)工件適應(yīng)性好等特點(diǎn)，一般多用于超長(zhǎng)工件的人工上下料操作的半自動(dòng)校直機(jī)。門(mén)型校直機(jī)是封閉式框架結(jié)構(gòu)，具有外觀勻稱(chēng)、結(jié)構(gòu)緊湊、主機(jī)剛性好、占地面積小、易于上線安裝于自動(dòng)流水線等特點(diǎn)，選用自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)校直。在工作方式上C型校直機(jī)采用壓頭機(jī)構(gòu)位置固定，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)控制移動(dòng)工作臺(tái)的方式來(lái)切換工件軸向校直點(diǎn)；而門(mén)型校直機(jī)是采用工作臺(tái)固定，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副控制移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)的方式來(lái)切換工件軸向校直點(diǎn)。由于C型校直機(jī)移動(dòng)工作臺(tái)機(jī)構(gòu)質(zhì)量較大，系統(tǒng)慣量大，因而控制不靈敏，動(dòng)作靈活性差，切換工件軸向校直點(diǎn)時(shí)定位不穩(wěn)定；而門(mén)型校直機(jī)移動(dòng)壓頭機(jī)構(gòu)質(zhì)量較小，系統(tǒng)慣量小，因而控制更靈敏，動(dòng)作更靈活，切換工件軸向校直點(diǎn)時(shí)定位穩(wěn)定性和自鎖性均好。因此，門(mén)型校直機(jī)的結(jié)構(gòu)較C型校直機(jī)更合理，工作性能更穩(wěn)定，精度更好、效率更高。校直機(jī)的工作臺(tái)上定位和夾緊部件采用積木式設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各種可動(dòng)支承、測(cè)量單元、摩擦驅(qū)動(dòng)裝置、頂尖式回轉(zhuǎn)中心的安裝與調(diào)整，同時(shí)也方便了易損零部件的維修與更換，更有利于用戶對(duì)新產(chǎn)品零部件校直工序的切換與擴(kuò)展。機(jī)械系統(tǒng)關(guān)鍵部件采用日本THK、ORIENTAL、NISSEI、德國(guó)ROHM等世界著名公司的產(chǎn)品，校直機(jī)運(yùn)行精度保持性能長(zhǎng)久。
2、液壓控制系統(tǒng)
泵站、液壓閥組、執(zhí)行油缸，液壓控制回路等組成了校直機(jī)的液壓系統(tǒng)。由于液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件采用的是日本YUKEN、意大利ATOS、臺(tái)灣NORTHMAN等世界著名公司的產(chǎn)品，保證了液壓系統(tǒng)工作的精確性、穩(wěn)定性、可靠性。在校直機(jī)待機(jī)工作時(shí)，獨(dú)到的節(jié)能卸荷方式設(shè)計(jì)更適合于我國(guó)廣闊的地區(qū)氣候差異，保證了自動(dòng)校直機(jī)能在任何地區(qū)以較合適的工作溫度連續(xù)運(yùn)行。
3、氣動(dòng)控制單元
氣動(dòng)三聯(lián)件、壓力繼電器、集裝閥組以及執(zhí)行氣缸組成的氣動(dòng)控制回路，構(gòu)成了校直機(jī)的氣動(dòng)單元。氣動(dòng)單元主要是控制并執(zhí)行工件的夾緊、定位、分選和運(yùn)送等動(dòng)作，在每個(gè)執(zhí)行氣缸上都有位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)用于向系統(tǒng)反饋動(dòng)作執(zhí)行情況，便于動(dòng)作流程的控制以及故障診斷與排查。氣動(dòng)元件主要選用日本SMC、德國(guó)FESTO和臺(tái)灣SHAKO等世界著名公司的產(chǎn)品，動(dòng)作靈敏可靠，壽命長(zhǎng)。
4、工件徑跳檢測(cè)單元
機(jī)械杠桿式的測(cè)量放大機(jī)構(gòu)、高精度的位移和角度傳感器、精密的速度控制電機(jī)以及測(cè)量探頭構(gòu)成了工件徑跳檢測(cè)單元。測(cè)量探頭可以采用超硬圓棒式測(cè)量挺桿、全開(kāi)或半開(kāi)包容式測(cè)量片以及高精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪等多種方式，分別對(duì)軸桿類(lèi)工件的純圓截面、D型截面以及齒輪或花鍵的分度圓等部位的徑向跳動(dòng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。復(fù)雜周密的設(shè)計(jì)保證了測(cè)量的精確性、實(shí)用性。
5、可編程控制中心（PLC）
可編程控制中心是校直機(jī)的關(guān)鍵組成部分。校直機(jī)繁雜有序的動(dòng)作都是在它的程序控制下執(zhí)行完成的。PLC與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相互通訊并協(xié)調(diào)控制各執(zhí)行部件有序的進(jìn)行夾緊、測(cè)量、校直部位選擇、加壓實(shí)施修正等動(dòng)作。系統(tǒng)采用日本OMRON系列可編程控制器（也可根據(jù)用戶要求選用日本MITSUBISHI、德國(guó)SIEMENS等公司的產(chǎn)品），電氣操作和執(zhí)行元件主要采用日本MITSUBISHI、FUJI、OMRON、MATSUSHITA、法國(guó)SCHNEIDER等公司的產(chǎn)品，工作穩(wěn)定可靠。
6、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)
超高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全可靠的輸入輸出系統(tǒng)、帶大屏幕彩色液晶顯示器的工業(yè)一體化工作站、高專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的軟件包，全中文的人機(jī)交互界面，豐富多彩的圖文顯示、可打印的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)輸出等構(gòu)成了校直機(jī)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)方面，我們?cè)诮梃b了國(guó)外各專(zhuān)業(yè)廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了我們獨(dú)特的校直理念，其中點(diǎn)振式修正大大加快了校直速度。向量分解式修正是專(zhuān)門(mén)針對(duì)帶有D形截面或表面局部淬火的工件（如轉(zhuǎn)向器齒條）而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。這一類(lèi)工件通常由于外形的不規(guī)則或各個(gè)方向上熱處理不均勻，導(dǎo)致其不同的方向上機(jī)械特性存在差異，如果使用傳統(tǒng)的校正方式很難達(dá)到產(chǎn)品的技術(shù)要求。向量分解式修正可以在不同的方向上建立不同的修正模型進(jìn)行校正，出色的解決了這類(lèi)工件難于校直的問(wèn)題。在軟件實(shí)現(xiàn)上，我們采用的是C++ BUILDER 6.0 編程，C語(yǔ)言應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)使得我們的軟件包在代碼的執(zhí)行速度和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出色。全中文的人機(jī)交互界面更加符合中國(guó)人的使用習(xí)慣，同時(shí)使操作人員更加容易理解掌握。詳盡的在線電子圖文幫助系統(tǒng)可使初學(xué)者迅速掌握操作要領(lǐng)?？扇我鈹U(kuò)展的工件參數(shù)存儲(chǔ)，滿足了一機(jī)多用的要求。完善的故障自診斷系統(tǒng)可使操作人員迅速排查設(shè)備故障。測(cè)量動(dòng)態(tài)波形顯示可以非常直觀的發(fā)現(xiàn)工件的圓度誤差、毛刺、凹坑等工件表面缺陷。最為難能可貴的是我們擁有對(duì)整套系統(tǒng)的再開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)隊(duì)伍，甚至可以針對(duì)特殊工件和用戶提出的合理要求進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)，達(dá)到與用戶在技術(shù)上的互動(dòng)，以便于出色地發(fā)揮設(shè)備的功能和效率。
五、結(jié)束語(yǔ)
手動(dòng)伺服控制型精密校直液壓機(jī)適應(yīng)各種軸類(lèi)零件的附件，調(diào)整操作方便，較之精度高，對(duì)減少后序加工量、節(jié)約材料、提高生產(chǎn)效率和制件精度均有積極效果，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已普及應(yīng)用。我國(guó)液壓機(jī)行業(yè)在調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，應(yīng)減少Y41系列單柱校直液壓機(jī)的生產(chǎn)，積極開(kāi)發(fā)技術(shù)附加價(jià)值高的精密校直液壓機(jī)系列及成套附件，完善檢測(cè)裝置，這樣對(duì)產(chǎn)品替代進(jìn)口和出口，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有廣闊的前景。
全自動(dòng)精密校直液壓機(jī)，生產(chǎn)效率高，國(guó)內(nèi)早已提出需要，應(yīng)當(dāng)組織國(guó)內(nèi)有關(guān)科研單位、高校與工廠聯(lián)合攻關(guān)。爭(zhēng)取早出產(chǎn)品。
隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展，全自動(dòng)精密校直機(jī)將逐漸取代傳統(tǒng)的普通型校直機(jī)。
附錄一 基于網(wǎng)絡(luò)的快速原型制造
摘要：這篇論文提出了新的基于快速原型快速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)集成系統(tǒng),發(fā)展了通過(guò)充分利用迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)制造服務(wù)系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)提供更好的在中小型企業(yè)中對(duì)于快速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的支持。提出了制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)體系的架構(gòu)。此外,一些關(guān)鍵問(wèn)題,包括模型、規(guī)劃制造鏈,選擇可行的合作廠家,排列制造任務(wù),利用同步協(xié)作的工作環(huán)境,建立一個(gè)適合管理平臺(tái)等問(wèn)題得到了論述?？蛇\(yùn)行java的解決辦法與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),用于建立這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。最后提供了一個(gè)這種服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)例。
關(guān)鍵詞：快速原型制造、服務(wù)系統(tǒng)
1．簡(jiǎn)介
這是信息技術(shù)時(shí)代. 信息技術(shù)影響社會(huì)各領(lǐng)域,并且大大影響了傳統(tǒng)工業(yè)。現(xiàn)代企業(yè)正面臨新的挑戰(zhàn):快速反應(yīng)的商機(jī)——一直被視為以保證公司的競(jìng)爭(zhēng)力最重要的因素之一；制造業(yè)發(fā)展走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)和全球化.。為了有效的響應(yīng)變化，生產(chǎn)策略，根據(jù)市場(chǎng)情況和客戶需求在時(shí)時(shí)變化。任何改變策略,應(yīng)該使廠商更能自己有能力應(yīng)付這樣的需求,減少生產(chǎn)時(shí)間,提高質(zhì)量和速度,能夠?yàn)槿蚩蛻籼峁﹥?yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，改善交通運(yùn)輸系統(tǒng)[1]。這是既定的事實(shí),在設(shè)計(jì)和制造中利用計(jì)算機(jī)為獲得很大的工業(yè)生產(chǎn)力的提供了最重要的機(jī)會(huì)。未來(lái)制造業(yè)組織將是信息化,知識(shí)驅(qū)動(dòng)和依據(jù)聯(lián)系到每個(gè)人的全球信息網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的自動(dòng)控制，目前已被廣泛認(rèn)同。為了滿足產(chǎn)品快速發(fā)展的需求,各種新技術(shù),如逆向工程(RE)、快速Prototyping(RP),快速工具制造(RT)等出現(xiàn)了,并且被視為能夠縮短產(chǎn)品研制時(shí)間和制造是鍵的有利工具。例如,有人說(shuō)RP可以節(jié)省新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用到70%和市場(chǎng)時(shí)間的90%。但是,這些設(shè)備對(duì)中小型企業(yè)(SMEs) 都太貴,并且許多技術(shù)比如3D固體模型、RP規(guī)劃過(guò)程,自由形式表面重建等,都需要高技能人才來(lái)完成。因此,對(duì)中小企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程充分利用這些技術(shù)是特別困難的。為了大量中小企業(yè)的產(chǎn)品快速制造得到發(fā)展提供支持, 許多RP事務(wù)局(SBS),不僅可以制造物理原型、快速原型工具，還提供其它的工程服務(wù),已建立起來(lái)。到2001年, 世界各地有500多個(gè)SBS。但并不是需要每個(gè)SB能處理所有的設(shè)計(jì)和制造能力,但必須有效運(yùn)用外部資源,以更好地滿足客戶的需求。即通常定義為一個(gè)臨時(shí)聯(lián)合企業(yè)的以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持的虛擬企業(yè)將被建立。他們是為了滿足商機(jī)一起分享他們的技能、核心能力和資源,。每個(gè)SB處理自己的核心任務(wù),并且需要大量的合作伙伴來(lái)完成其它這個(gè)SB不能按時(shí)完成的工作。強(qiáng)調(diào)服務(wù)質(zhì)量的新思路,變成一個(gè)制造業(yè)在21世紀(jì)贏得全球競(jìng)爭(zhēng)的基本方略。遠(yuǎn)距離服務(wù)是一個(gè)針對(duì)廠商和顧客“服務(wù)”問(wèn)題的新興領(lǐng)域。因?yàn)閿?shù)字制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步很快,數(shù)字服務(wù)將沒(méi)有阻礙的進(jìn)入綜合數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造。結(jié)合計(jì)算機(jī)和多媒體的因特網(wǎng)，為商業(yè)和制造業(yè)的遠(yuǎn)程融合和協(xié)作提供了巨大的潛力。對(duì)于SBs和SMEs，完成網(wǎng)絡(luò)制造平臺(tái)，來(lái)加速生產(chǎn)效率是非常緊迫的。這篇論文的其他部分組織如下：1.在第二部分回憶了相關(guān)的研究工作2.在第3部分,我們介紹一個(gè)基于RP的完整的得到快速發(fā)展的系統(tǒng)。第四部分?jǐn)⑹鼍W(wǎng)絡(luò)制造服務(wù)體系的了流程及功能設(shè)計(jì)。第5部分介紹系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)配置。第6部分我們討論了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)。第7部分研究了案例。最后,第8部分是論文的總結(jié)。
2 、相關(guān)的研究
伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù)在制造業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。近年在世界各地來(lái)自學(xué)術(shù)界和工業(yè)團(tuán)體為支持網(wǎng)絡(luò)制造的研究與實(shí)踐(或全球制造或者遠(yuǎn)程制造)作了大量投資。一些戰(zhàn)略和框架已經(jīng)提出。 Abdel-Malek等[8]描述了一個(gè)架構(gòu),讓公司可以把一些生產(chǎn)和設(shè)計(jì)活動(dòng),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式,以協(xié)助公司選擇可替代的技術(shù)和功能,最大限度地發(fā)揮靈活性。Montreuil等[9]提出了一個(gè)戰(zhàn)略框架,提出了設(shè)計(jì)和制造靈活的經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò),以動(dòng)態(tài)掌握使合作計(jì)劃、控制和管理日常的環(huán)境。Tso等介紹了代理式的協(xié)作支持服務(wù)系統(tǒng), 通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一些虛擬代理信息網(wǎng)絡(luò)，能夠滿足制造服務(wù)的要求。Chen等[11]提出了基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與制造的綜合框架,是基于java和CORBA技術(shù)的。Offodile和Abdel-Malek 利用虛擬制造模式將制造業(yè)和信心產(chǎn)業(yè)融合的戰(zhàn)略框架。Huang等提出了對(duì)于虛擬企業(yè)架構(gòu)和控制機(jī)制的框架。O’Sullivan[14]描述了信息結(jié)構(gòu)及相關(guān)資料,來(lái)了解和處理商業(yè)發(fā)展。Akkermansa和HORSTC[15]討論了信息技術(shù)基本標(biāo)準(zhǔn)化公司的管理方并指出了戰(zhàn)略框架以指導(dǎo)管理者基于一些原有的經(jīng)濟(jì)與管理理論作出明智的決定,如交易費(fèi)用理論、組織設(shè)計(jì)和成熟發(fā)展階段。Jin等[16]提出研究和關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用解決方案,其中包括確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在成員之間傳輸?shù)陌踩呗?；基于Web/Dotd的數(shù)據(jù)管理(分布對(duì)象技術(shù))、XML標(biāo)準(zhǔn)，能夠保證不同結(jié)構(gòu)環(huán)境的數(shù)據(jù)交換；提供各類(lèi)服務(wù)轉(zhuǎn)換文件的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。 Woerner和Woern網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提出了新的發(fā)展平臺(tái)，提供了虛擬工程合作生產(chǎn)的方法。
為了充分認(rèn)識(shí)當(dāng)今全球化的制造業(yè)的遠(yuǎn)程工程及當(dāng)前市場(chǎng)形勢(shì)和客戶需求,一些全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建立,其中包括在社會(huì)生產(chǎn)工程師、LockheedMartin(AIMSNET)[19]、3M(3M創(chuàng)新全球網(wǎng)絡(luò))。
今天的產(chǎn)業(yè)正面臨嚴(yán)重的其快速發(fā)展所帶來(lái)的全球海外活動(dòng)集成制造環(huán)境的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題,。服務(wù)和維修對(duì)于公司保持制造業(yè)生產(chǎn)力及國(guó)外地區(qū)客戶滿意變得極為重要。由于傳統(tǒng)服務(wù)臺(tái)的固有問(wèn)題,一些公司已開(kāi)始發(fā)展網(wǎng)上在線客戶服務(wù)支撐體系。Foo等綜合描述客戶服務(wù)臺(tái)對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的支持。Lee討論了遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造設(shè)備和產(chǎn)品支持的概念框架和生命周期。已建立的示范遠(yuǎn)程客戶支持系統(tǒng)FCSA證明了Glober的項(xiàng)目。以上這些體系的目的是為有效滿足客戶在使用遠(yuǎn)程支持、維修設(shè)備。
加州大學(xué)研究和發(fā)展項(xiàng)目,稱(chēng)為遠(yuǎn)程制造廠(TMF)是建立在因特網(wǎng)上的自動(dòng)快速生產(chǎn)。 用戶可以使用TMF提供就業(yè)機(jī)會(huì),并維持系統(tǒng)自動(dòng)排隊(duì)。同時(shí)可以自動(dòng)檢查StL的許多缺陷。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中使用RP技術(shù)可能帶來(lái)巨大的好處。但是,需要有效地利用這些好處,這些好處才能得到完全的開(kāi)發(fā)。對(duì)全球RP技術(shù)有一個(gè)了解是非常困難的。因?yàn)楹芸斐霈F(xiàn)了一些新的改進(jìn)方面的工作。為了幫助選擇合適的快速制造過(guò)程, 已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多快速原型系統(tǒng)選擇工作。Quickparts.com,這是一個(gè)私人擁有制造服務(wù)公司致力于提供客戶網(wǎng)上電子商務(wù)系統(tǒng)用于采購(gòu)量低、高生產(chǎn)量關(guān)稅地區(qū),并形成了一種系統(tǒng)QuickQuote。QuickQuote讓顧客得到為生產(chǎn)部件的快速的報(bào)價(jià)。3D系統(tǒng)公司是最早、最大的RP制造商,提供了通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。
從這些調(diào)查的文字,顯然大部份的研究主要集中在戰(zhàn)略和總體結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)制造以及個(gè)別功能模塊,還沒(méi)有一次全面comprebanausic網(wǎng)絡(luò)制造和服務(wù)體系,支持快速的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。 基于我們以前的工作,及新的研究,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)服務(wù)體系的產(chǎn)品迅速開(kāi)發(fā)將被建立。
3 、快速制造的綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
從最初的概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的商業(yè)性的發(fā)展過(guò)程包括:產(chǎn)品設(shè)計(jì); 性能分析，安全性和可靠性; 對(duì)產(chǎn)品原型試驗(yàn)評(píng)價(jià); 設(shè)計(jì)和修改。因此,新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的每一步進(jìn)程對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)化時(shí)間產(chǎn)生直接影響。一個(gè)好的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系,使設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)小組必須考慮各方面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、回收初期的設(shè)計(jì)周期。因此,設(shè)計(jì)制作可輕易改變并有效。反饋越流暢,該系統(tǒng)成功的可能性越高。設(shè)計(jì)制造(DFM)和并行工程(CE)要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程,同時(shí)得到發(fā)展，而不是按順序。
產(chǎn)品快速發(fā)展的綜合系統(tǒng)由三個(gè)單元組成:數(shù)字原型、物理原型和快速制造裝備與系統(tǒng)功能系統(tǒng)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)利用3維CAD軟件制造3D立體模型開(kāi)始。在這一階段,產(chǎn)品幾何形狀得到定義，它在美學(xué)上，尺寸上是多種多樣的。數(shù)字原型的主要功能是完成3D模型。在設(shè)計(jì)創(chuàng)作過(guò)程，產(chǎn)品及其部件在3D CAD系統(tǒng)上直接設(shè)計(jì)(如Pro/E、Unigraphics、CATIA、IDEA等)。 如果實(shí)體零件可用, 模型可用逆向工程技術(shù)建造的 (RE)。RE一種利用現(xiàn)有零件建立物理模型的方法,建立數(shù)字模型,然后用它來(lái)制造部件。如果為提高產(chǎn)品的性能而再設(shè)計(jì),RE能減少開(kāi)發(fā)周期。當(dāng)設(shè)計(jì)師采用模擬創(chuàng)造了一個(gè)新的設(shè)計(jì),還要進(jìn)一步利用數(shù)據(jù)分析和設(shè)計(jì)制造制造模擬模型。逆向工程的三個(gè)主要步驟是數(shù)字化特征提取、特征擴(kuò)展、3維 CAD模型。完成零件數(shù)字化的儀器可以是接觸和非接觸式。有各種商業(yè)化的數(shù)字化儀。從測(cè)量系統(tǒng),協(xié)調(diào)機(jī)(CMM)、激光掃描機(jī),到超聲波儀。它們可分為兩大類(lèi):接觸和非接觸式。激光掃描三角(LTS)、磁共振影像(MRI)、計(jì)算機(jī)斷層(CT)是常用的非接觸式的裝置。接觸式的主要有CMM和截面圖象測(cè)量(CIM)。特征提取通常是通過(guò)數(shù)據(jù)捕捉和捕捉表面特征。零件模型是通過(guò)填充適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)面完成的。為了減少重復(fù)設(shè)計(jì)原型試驗(yàn)周期、提高生產(chǎn)過(guò)程,并增加機(jī)器的可靠性,必須通過(guò)CAE指導(dǎo)生產(chǎn),優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造過(guò)程。
CAD模型可以利用RP直接轉(zhuǎn)化為實(shí)際的原型。RP是一個(gè)新的成型零件制造過(guò)程,是通計(jì)算機(jī)控制一層層的堆積，是直接從3D模型在很短的時(shí)間內(nèi)完成的。與傳統(tǒng)加工方法相反,多數(shù)的快速原型制造系統(tǒng)基于堆積過(guò)程,而非材料切除。 因此,這種方法不受規(guī)機(jī)械加工限制因素的限制常。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中使用RP可能帶來(lái)巨大的好處?？梢钥s短產(chǎn)品市場(chǎng)化時(shí)間、降低成本和提高質(zhì)量。過(guò)去10年來(lái),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。主要的商業(yè)化RP技術(shù)包括業(yè)stereolithgraphy(ST)selectivelasersintering(SLS),融合沉積制造(FDM)、膠合物體制造(LOM)、彈道微粒制造(BMP)、三維印刷(3D印刷)等。
RT是一種技術(shù),把RP零件轉(zhuǎn)化為功能部件,特別是金屬零件。此外, RP、RT的融合推動(dòng)了公司并行工程的發(fā)展。許多由RP系統(tǒng)制造模具的生產(chǎn)過(guò)程得到發(fā)展。RT的方法大致可分為直接和間接的,軟、硬切削的。間接RT需要掌握某種模式,這種模式可以由常規(guī)方法(HSM等)獲得,或者由RP，SL，SLS獲得。直接RT,顧名思義,是直接由RP系統(tǒng)制造的,從而消除了中間產(chǎn)生步驟格局。根據(jù)上述技術(shù)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的綜合系統(tǒng)將迅速建立起來(lái)。詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖1。
4、 工作流程和功能設(shè)計(jì)
工作流程的生產(chǎn)服務(wù)體系網(wǎng)絡(luò)如圖2。 第一步是登陸SB網(wǎng)站。用戶用自己的名稱(chēng)和密碼進(jìn)入。那些沒(méi)有登記或核準(zhǔn)可以進(jìn)入系統(tǒng)的,只限于觀看資料,例如這一系統(tǒng)公開(kāi)的'典型案例'。進(jìn)入用戶的密碼將有系統(tǒng)驗(yàn)證。進(jìn)入網(wǎng)站成功之后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)核對(duì)使用者的安全程度,確定哪些模塊可以進(jìn)入或使用。根據(jù)認(rèn)證的制度,所有用戶可分為四類(lèi):一般用戶(未注冊(cè))、潛在客戶,真正的客戶,系統(tǒng)管理員。接受客戶要求后,SB將首先進(jìn)行規(guī)劃過(guò)程的任務(wù)分解落實(shí),并選擇最合適的加工方法。在上未做后續(xù)工作之前，用戶必須得到產(chǎn)品的排隊(duì)和初步生產(chǎn)時(shí)間。 如果可以接受這樣的結(jié)果,在最初階段,SB進(jìn)一步與用戶進(jìn)行了電視會(huì)議。當(dāng)對(duì)方確認(rèn)合同,用戶成為真正的客戶。用戶提出的生產(chǎn)任務(wù)將由SB做到最好的實(shí)施。但是,如果SB沒(méi)有這樣的制造能力,或不能按時(shí)完成, 充分利用外部資源來(lái)源進(jìn)行未完成的任務(wù)，是一個(gè)有效的方法。下一步就是選擇合適的合作廠商,形成虛擬企業(yè)依靠分配制度完成任務(wù)的工作。此外,為了監(jiān)測(cè)安排,以確保生產(chǎn)的順利生產(chǎn),用戶與合作生產(chǎn)企業(yè),必須盡快實(shí)現(xiàn)基本信息、生產(chǎn)進(jìn)度時(shí)間表的生產(chǎn)監(jiān)管。所以落后或不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)任何公司,將受到嚴(yán)格審查,及時(shí)采取預(yù)防和補(bǔ)救措施,提前預(yù)測(cè)損害。
提到上述流程網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)體系和數(shù)字遠(yuǎn)程服務(wù)體系功能要求，服務(wù)體系包括九個(gè)功能模塊:技術(shù)研究、典型案例、信息咨詢(xún)、協(xié)議(應(yīng)用服務(wù)提供者)一套工具,客戶管理、電子商務(wù)、制造服務(wù)、導(dǎo)航系統(tǒng)。 詳細(xì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。
這九個(gè)部分無(wú)阻礙的共同努力實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo),即以提供及時(shí)有效的服務(wù)和產(chǎn)品平臺(tái),以支持中小企業(yè)發(fā)展迅速。其中一個(gè)目的是研究技術(shù),使用戶能更加了解相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)品的快速發(fā)展。為了幫助讀者更好地了解和運(yùn)用這些新技術(shù)，系統(tǒng)說(shuō)明一些真實(shí)案例。技術(shù)研究和典型案例的主要提供自助服務(wù)的用戶。根據(jù)專(zhuān)家支配,SB能回答客戶的問(wèn)題并且有與用戶溝通解決問(wèn)題的信息咨詢(xún)模塊。
ASP了五項(xiàng)有用成分組成如下: RE/RP/RT的進(jìn)程規(guī)劃,STL檢查和維護(hù),零件優(yōu)化控制, 生產(chǎn)結(jié)構(gòu)支撐、零件優(yōu)化計(jì)算。逆向工程方法有多種,除了以前描述的RP和RT,每種都有其特點(diǎn)和適用范圍。按個(gè)別情況和任務(wù)的要求，選擇最合適的加工方法時(shí)非常困難的。根據(jù)ASP模式有3種選擇器,即“RE selector”、“RP selector”、“RT selector”。 StL固體模型之建立,減少約10%的時(shí)間。這表明自動(dòng)檢查錯(cuò)誤所有其它重要的業(yè)務(wù)對(duì)于RP控制室非常重要的。根據(jù)我們提供網(wǎng)絡(luò)資源的經(jīng)驗(yàn),我們知道, 在沒(méi)有設(shè)計(jì)者的網(wǎng)站進(jìn)行錯(cuò)誤自動(dòng)檢查時(shí)是特別重要的。在某些情況下我們已經(jīng)制定了各種算法發(fā)現(xiàn)自動(dòng)拓?fù)渑c幾何修補(bǔ)缺陷。有兩個(gè)'防火墻'發(fā)現(xiàn)這些缺陷:一是結(jié)合用戶操作。另外就是服務(wù)器后臺(tái)的管理。由于功能定位比較狹窄, StL如果有有致命缺陷或者移交期間失去部分檔案資料,就必須再?gòu)目蛻暨x擇材料。組成部分在制造過(guò)程中的質(zhì)量策劃可以用的方法有很大的不同。
5 結(jié)論和未來(lái)研究
為了滿足目前對(duì)快速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)集成系統(tǒng)的需求, 提出了一種新的基于快速原型快速制造融合系統(tǒng), ,提出了更好的適合中小型企業(yè)的產(chǎn)品快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。一種方法是用JAVA制造網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上建造三層瀏覽器/服務(wù)器模式。自java引入這項(xiàng)技術(shù),可以很容易擴(kuò)展到基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。服務(wù)體系包括技術(shù)信息平臺(tái)、電子商務(wù)平臺(tái)、制造服務(wù)平臺(tái),提供了生產(chǎn)協(xié)作環(huán)境和用戶服務(wù)局,使得部分制造資源有效地幫助中小型企業(yè)產(chǎn)品快速發(fā)展。
附錄二 A web-based manufacturing service system
for rapid product development
Hongbo Lana, Yucheng Dinga,*, Jun Honga, Hailiang Huangb, Bingheng Lua
Abstract
This paper proposes a novel integrated system of rapid product development based on rapid prototyping, and develops anetworked manufacturing service system which offers better support for the rapid product development in small and mediumsized enterprises by taking full advantage of the quickly evolving computer network and information technologies. The architecture of the networked manufacturing service system is presented. Furthermore, some of the key issues, includingmodelling and planning a manufacturing chain, selecting feasible collaborative manufacturers, queuing a manufacturing task, using the synchronously collaborative work environment, and constructing a suitable running platform, are described in detail. Java-enabled solution, together with web techniques, is employed for building such a networked service system. Finally, an actual example is provided illustrating the application of this service system.
Keywords:
Rapid product development; Rapid prototyping; Service system; Web-based application
1. Introduction
This is the era of information technology. Informationtechnology has influenced every realm of society, and dramatically impacted on the traditional industry.Current industries are facing the new challenges:quick response to business opportunity has been consideredas one of the most important factors to ensurecompany competitiveness; manufacturing industry isevolving toward digitalization, network and globalization.In order to respond to the change effectively,manufacturing strategy has to be modified from timeto time in accordance with the market situation andcustomer demand. Any change of strategy should enable manufacturers to be better equipped themselves,with capabilities to cope with demands suchas a faster response to market changes, a shortenedlead time of production, improved quality and speed,the ability to deliver quality products to global customers,and improved communications and transportationsystem [1]. It is an established fact that the useof computers in design and manufacturing constitutesthe most significant opportunity for substantial productivitygain in industry. It has now been widelyaccepted that the future of manufacturing organizationswill be information-oriented, knowledge drivenand much of their daily operations will be automatedaround the global information network that connectseveryone together [2]. In order to meet the demand ofrapid product development, various new technologiessuch as reverse engineering (RE), rapid prototyping (RP), and rapid tooling (RT) have emerged and areregarded as enabling tools with abilities to shorten theproduct development and manufacturing time. Forexample, it has been claimed that RP can cut newproduct development costs by up to 70% and the timeto market by 90% [3]. However, these equipments aretoo expensive for the small and medium sized enterprises(SMEs), and many techniques such as 3D CADsolid modelling, RP process planning, free-form surfacesreconstruction, etc., require the high skilled personnelto complete. Therefore, it is especially difficultfor the SMEs to take full advantage of these technologiesin the product development process. In order tooffer the support of rapid product development fornumerousSMEs,manyRPservice bureaus (SBs)whichcan not only manufacture physical prototype and rapidtooling but also provide other engineering services,have been established. By 2001, there are more than500 SBs all over the world. But not every SB canpossess all design and manufacturing capabilitiesrequired, it must employ effectively the externalresource to better satisfy client requirements. Namely,a virtual enterprise which usually defined as a temporaryalliance of enterprises that come together to sharetheir skills, core competencies, and resource in order tobetter respond to business opportunities, whose cooperationis supported by computer networks [4–6], is tobe founded. Every SBconducts only the tasks of its corecompetencies, and depends on numerous partners tocarry out the remaining tasks that this SB has no such manufacturing capabilities to accomplish in time.While a new thought emphasizing service quality is becoming a basic strategy by which manufacturing industries can win global competition in the 21st century. Teleservice engineering is an emerging fieldwhichaddresses ‘‘service’’ issue for manufacturers and customers. As digital manufacturing technique progresses quickly, digital service will be integrated seamlessly into the digital design and manufacturing system [7]. The internet, incorporating computers and multimedia, has provided tremendous potential for remote integration and collaboration in business and manufacturing applications. In order to provide a production collaborative environment for many SMEs and SBs to implement the networked manufacturing, it is especially urgent for many SBs and SMEs to construct a service platform of networked manufacturing to speed up the product development process of the SMEs.
The rest of this paper is organized as follows.Related research work is reviewed in Section 2. In Section 3, we introduce an integrated system of rapid product development based on RP. Section 4 describes the workflow and functional design of the networked manufacturing service system. The configuration of system running platform is presented in Section 5. In Section 6, we discuss the design of internet application. A case study is demonstrated in Section 7. Finally, Section 8 concludes the paper.
2. Related research
With the development of computer network and information technologies, the networked manufacturing techniques are playing a more and more important role in manufacturing industry. Substantial investments have been made to support the research and practice of networked manufacturing (telemanufacturing or global manufacturing) from both the academic community and industrial bodies all over the world in recent years. A number of strategies and frameworks have been proposed. Abdel-Malek et al. [8] described a structure within which a company can outsource several of its production and design activities via internet and developed a model to aid a company in selecting among the available technological and functional alternatives to maximize its flexibility. Montreuil et al. [9] presented a strategic framework for designing and operating agile manufacturing networks, enabling to collaboratively plan, control and manage day-to-day contingencies in a dynamic environment. Tso et al. [10] introduced the architecture of an agent-based collaborative service support system, which is able to carry out service requests in a manufacturing information network through some specially des
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