撥叉機械加工工藝規(guī)程及Φ19孔的夾具設計

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DY，DZ，AX，AY，AZ沿X，Y，Z軸和X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)，分別是位移。直接還原鐵第i個定位器的幾何誤差。 WIJ的定義是正確的廣義逆的定位矩陣WRWTLWLWTL為了找出所有未受限運動的工件，V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介紹了V DX = 0.由于 rank（X）6必須存在有非零V滿足式，每個非零的解決方案的V代表一個無約束運動。每學期的V代表該運動的一個組成部分。例如，0; 0; 0; 3; 0; 0 說繞x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ，0; 1; 1; 0; 0; 0 工件可以沿著由下式給出的方向向量0; 1; 1 有可能是無限的解決方案。解空間，然而，可以構(gòu)造6- rank（WL）基本的解決方案，致力于以下分析，找出基本的解決方案。示出，Wr的行向量之間的依賴關(guān)系：在特殊情況下，例如，所有W1J等于零，V具有一個明顯的解決方案，1，0，0，0，0，0，表示沿x軸的位移還沒有限制。這是很容易理解，因為=0在此情況下，這意味著相應的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯誤。因此，相關(guān)的動議未約束的定位器。此外，結(jié)合動議不約束，如果是X的元素之一，可以作為其他元素的線性組合表示。然而，它可以移動向量定義的x-和y-軸之間的沿對角線為了找到解決辦法一般情況下，以下策略：1. 在定位矩陣消除依賴的行（S）。2。計算6不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆34規(guī)范的自由運動空間。5計算未定的V6. 基于該算法，一個C +程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的運動。實施例1。在一個表面的磨削操作中，位于一個工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。 正常矢量和每個定位器的位置如下：因此，定位矩陣被確定。在有限的定位方案這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因為rank（WL）=56，該程序，然后計算正確的定位矩陣的廣義逆第一行是公認的依賴行，因為這一行的去除不影響矩陣的秩?！捌渌迮攀仟毩⒌男?。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見的，所有系數(shù)均為零。因此，所述un-約束運動的工件可以被確定為V=100000這表明，工件可沿x方向移動。基于這個結(jié)果，一個額外的定位器應該是采用約束沿x軸的工件位移。實施例2。圖5示出了鉸接3-2-1定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個定位器的位置，在這最初的設計如下：這種配置的定位矩陣是610真正的設計修改修改定位矩陣變?yōu)樾薷暮蟮亩ㄎ痪仃囀钦_的廣義逆檢查的程序依賴行，每一行是依賴其它五個行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 55改進的逆矩陣根據(jù)第5步中，計算五個未確定的V條件該矢量表示的位移的組合定義的自由運動，沿1，0，1.713方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)0.0432，0.0706，0.04。要修改這個定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運動的工件，假設定位L1刪除在步驟1中。該程序可以也算自由運動的工件，如果一個定位器以外L1刪除在步驟1中。這提供了多的設計師的修訂選項。4.總結(jié)確定性的位置是一個重要的要求夾具定位方案設計。分析標準決定性的地位已經(jīng)確立。為了進一步研究非確定性狀態(tài)，提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運動的工件。它也承認過約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設計師來分析和改進現(xiàn)有的定位方案。參考文獻1 Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運動學分析。 IEEE J機器人autom1985; RA-1:86-93。2 zhou YC，Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動配置的數(shù)學方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。3 Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運動學分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)科學與工程2003;125：316-24。4 Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)2001年科學與工程;123（3）：462-72。5 Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計劃的運動學分析和綜合加工裝置。 ASME J制造業(yè)科學與工程2001年;123:708-19。6 Hu W.設置規(guī)劃和公差分析。博士論文中，伍斯特理工學院;2001年。7 Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計算機輔助夾具設計驗證。大會Autom2002;22:350-9。8 Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進的計算機輔助夾具設計。波士頓：愛思唯爾;2005年。