机床运动功能方案的创成式设计方法 本文关键词：机床，功能，运动，方案，方法
机床运动功能方案的创成式设计方法 本文简介：摘要分析了刀具和工件信息，提出了用刀具位姿矩阵来描述刀具和工件之间的相对运动，并以运动级联矩阵实现刀具位姿矩阵的方法，给出了创成式机床运动功能设计的主要步骤，应用这种方法可以求出所有可能的机床运动功能方案。以一个三坐标机床运动功能方案的设计为例，说明该方法是有效的。关键词：运动方案运动设计运动创成机
机床运动功能方案的创成式设计方法 本文内容：
摘要
分析了刀具和工件信息，提出了用刀具位姿矩阵来描述刀具和工件之间的相对运动，并以运动级联矩阵实现刀具位姿矩阵的方法，给出了创成式机床运动功能设计的主要步骤，应用这种方法可以求出所有可能的机床运动功能方案。以一个三坐标机床运动功能方案的设计为例，说明该方法是有效的。
关键词：运动方案
运动设计
运动创成
机床
1
引言
机床运动功能设计是机床方案设计中首先要进行的工作，传统的机床运动功能的设计方法主要是以现有的机床设计实例为基础进行经验和类比设计。这种方法简单，但创新性差，是造成目前机床产品单一化的主要原因。随着经济的发展，市场对产品的需求是多品种、小批量，为了快速、经济地满足市场需要，从理论上研究并建立不依赖先验知识的机床运动功能的设计方法是非常必要的，这对全新性的机床设计具有重要意义。今介绍一种基于刀具和工件加工表面信息并通过解析进行机床运动功能设计的方法，即机床运动功能的创成式设计方法。该方法在二维曲面加工中的应用已在文献［1］中介绍。本文将介绍这种方法的进一步研究成果，并以一个三坐标机床为例，详细介绍其运动功能方案设计的全过程。
2
刀具工件信息描述方法
创成式机床运动功能设计方法的基础是刀具切削面的概念［1］，刀具切削面是指刀具上能够与被加工表面相对接触的表面，它是一个广义的面，可以是点、线、面(随切削面类型不同而异)。对于如图1所示的片铣刀加工外圆柱表面的情况，刀具切削面就是绕刀具轴线的圆线；若为圆柱铣刀，其切削面就是一个圆柱面；若为端铣刀，其切削面为平面圆线，等等。这时的刀具切削面是由刀具自身的回转运动创成，创成这种刀具切削面仅需一个回转运动即可。
图1
片铣刀加工外圆柱面示意图
2.1
刀具切削面的数学描述方法
采用齐次函数矩阵的形式［2］来描述刀具切削面，如图1中OP为切削面坐标系，OC为切削面上点的坐标系，XC坐标指向刀具的实体材料方向，r为刀具的回转半径。这样可以在OP坐标系中描述刀具切削面如下：
（1）
其中，CγP＝cos（γP），SγP＝sin（γP），｛xC｝C为OC坐标系中点的坐标列阵，｛xC｝P为OP坐标系中点的坐标列阵，［TPC］为刀具切削面的描述矩阵。
2.2
加工表面的数学描述方法
仍然采用齐次函数矩阵的形式进行描述。如图2中，OW为工件坐标系，OS为加工表面上一点处的坐标系，取XS坐标指向加工表面的外法向，YS坐标为加工表面的母线的切线方向。这样可以求得OW坐标系中加工表面的描述式：
（2）
式中［WTS］——加工表面的描述矩阵
图2
工件加工表面描述坐标系
2.3
刀具位姿条件的确定
有了刀具切削面的概念，那么机床上加工表面的创成过程就可以描述为刀具切削面相对于被加工表面移动或旋转而创成被加工表面。在这个过程中，刀具相对被加工表面要保证接触，并不发生干涉，即满足一定的接触条件和干涉条件，这样刀具（OP）和工件（OW）之间就有一定的位置和姿态要求，这种相对关系可以用刀具的位姿矩阵［WTP］来描述。
切削面与被加工表面的接触条件是OC坐标系与OS坐标系重合，由此可以推导出刀具相对工件的位置姿态矩阵：
［WTP］＝［WTS］.［TPC］－1
（3）
从上述公式可以看出：［WTP］包含了刀具和工件的信息。［WTP］是机床运动创成过程中应满足的条件。D对上述所得的刀具位姿矩阵还要进行必要的干涉检查，主要检查刀刃上其他各点是否与加工表面发生干涉现象，若不发生干涉则说明所求的刀具位姿矩阵可行。
3
机床运动功能方案的设计方法
有了刀具的位姿矩阵，那么现在需要解决的问题是如何通过［WTP］来确定出机床加工中刀具和工件之间所必需的运动单元的数目、排序等。本文主要研究串联式机床运动功能设计问题，我们以OP和OW之间的运动级联矩阵［TWP］来实现［WTP］(如图3示)，即
［TWP］＝［WTP］
(4)
#p#分页标题#e#
图3
刀具位姿矩阵与运动级联矩阵的关系
通过求解上式就可以得到机床的运动功能，［TWP］中的每一个运动单元排列即代表一个运动方案，这是一个多解的逆运动学问题，直接求解是很困难的。本文根据串联式运动的特点及加工表面的创成原理，给出一种分层式的解析方法。若设被加工表面为S(u,v)，当v＝const时为母线，当u＝const时为导线。其解析步骤如下：
(1)确定被加工表面的母线和导线；
(2)创成加工母线时的运动功能解析：
确定创成母线时的刀具位姿矩阵［WTP］u，根据［WTP］u的特征设置运动级联矩阵［TWP］u，且使
［TWP］u＝［WTP］u
（5）
求解式(5)，若求解出的运动单元是u的函数，则表明该运动单元是必须的，否则所设置的运动单元是多余的。由此可以确定出创成母线时所需的运动单元。
(3)创成加工导线时的运动功能解析：光泡的原理与材料、工艺和模具的相互作用
http://www.jsfw8.com/zyzs/351.html
家具防潮全攻略与色彩的生理效应
http://www.jsfw8.com/zyzs/392.html
如何避免瓷砖贴后脱落家居配饰与其陈设方式
http://www.jsfw8.com/zyzs/350.html
怎么识别家具木材？家具如何美容？
http://www.jsfw8.com/snsj/261.html
java中实现CAD
api巧画角平分线
http://www.jsfw8.com/cadjc/840.html
高熔融指数树脂与纤维增强复合塑料
http://www.jsfw8.com/zyzs/367.html
塑料件常识PA66
聚酰胺66或尼龙66
PBT
http://www.jsfw8.com
方法同上；
(4)创成母线和导线的运动单元的综合：
将创成母线和创成导线的运动单元进行综合，形成创成加工表面时的基本运动单元的组合式。
(5)对创成被加工表面的基本运动单元进行扩展，创成出所有可能的运动功能方案。
本文所采用的运动单元的符号及其与坐标的关系如图4所示。
图4
运动单元与基准坐标系
4
举例分析
如图1所示，应用片铣刀加工圆柱表面，分别建立OW、OP、OS、OC坐标系，其中加工母线为用θZW描述的圆；导线为用Z描述的直线；γP为刀具的切削运动角；R为被加工圆柱的半径。按照前述介绍的方法进行机床运动功能的解析。
(1)创成母线的刀具位姿矩阵：
（6）
式中
CθZW－γP＝cos（θZW－γP）
SθZW－γP＝sin（θZW－γP）
考虑到式(6)的姿态项和位置项的特征，设置如下的运动级联矩阵：
（7）
其中，b1，a2，a3，b3，aP，bP为各运动坐标系之间的平移坐标变换，X，Y方向的平移量则包含在X，Y之中。
由［TWP］u＝［WTP］u得，
（8）
上式中有X、Y、γ、γP四个运动变量，但只有三个方程式，因此是一个多解方程组，有下述三个解：
解1：令γ＝0，则由方程组可唯一定出γP、X、Y是θZW的函数。
解2：令X＝0，则由方程组可唯一定出γ、γp、Y是θZW的函数。
解3：令Y＝0，则由方程组可唯一定出γ、γP、X是θZW的函数。
这三组解可以用运动组合式的形式写出，即：
W/XY/γP／T，W／Xγ／γP／T，W／Yγ／γP／数控刀具的失效形式及对策
如何选择立铣刀
http://www.jsfw8.com/zyzs/364.html
墙面用色绝招与家装时哪些地方不能碰
http://www.jsfw8.com/zyzs/405.html
人造板
外墙内墙装饰材料
http://www.jsfw8.com/zyzs/363.html
手工涂装
防家装污染的误区
http://www.jsfw8.com/snsj/274.html
电气仿真尽早开始
MCAD
ECAD协同工作
http://www.jsfw8.com/cadjc/853.html
金刚石刀具材料的性能优劣
金刚石刀具的应用建议
http://www.jsfw8.com/zyzs/380.html
对刀点、换刀点的设置
切削用量的确定
http://www.jsfw8.com/T
上述的运动组合式表示从刀具到工件之间的运动单元组合情况，其中该式的左边“W”表示工件，右边“T”表示刀具，中间的运动单元表示OW和OP之间的相对运动组合。
上式是包含有直线运动的情况，对于全为回转运动单元的运动情况，考虑到式(6)的特征，可设置双γ的运动级联矩阵，同理求得运动组合式W/γγ／γP／T。
(2)创成导线时的运动解析：创成导线时的刀具位姿矩阵为
（9）
可以看出，上式中的姿态项无变量，因此创成导线时仅需要一个运动单元：Z。
(3)将创成母线和导线的运动单元进行综合，得到创成圆柱面所需的运动组合式：
W／XYZ／γp／T，W／XZγ／γp／T，W／YZγ／γp／T，W／γγZ／γp／T
其中W／XYZ／γp／T，W／XZγ／γp／T是相同的，取其中之一即可。
(4)机床运动功能方案生成：上式所得的组合式仅代表OP和OW之间的相对运动的个数和性质，对该式中的运动单元进行排列即可得到各种方案。在满足式(4)的条件下共可得到以下15种方案(用创成运动式来表示)：
W／XYZ／γp／T，W／XZY／γp／T，W／YXZ／γp／T，W／YZX／γp／T，W／ZXY／γp／T，W／ZYX／γp／T，
W／XZγ／γp／T，W／XγZ／γp／T，W／ZXγ／γp／T，W／ZγX／γp／T，W／γXZ／γp／T，W／γZX／γp／T，#p#分页标题#e#
W／Zγγ／γp／T，W／γZγ／γp／T，W／γγZ／γp／T
这15种运动方案是片铣刀创成圆柱面时的所有可能的运动方案，代表着刀具和工件之间所需的运动单元组合排列方案。
以上述所得到的运动功能方案为基础，进行机床的结构方案创成时，还需对其进行运动功能分配，即以底座为基准，将运动单元分配给刀具一侧和工件一侧，从而又可以得到多种运动结构式，如对于创成运动式W／XYZ／γp／T，其运动功能的分配方法就有4种，底座用“.”表示，则有
W／.XYZ／γp／T，W／X
.YZ／γp／T，W／XY
.Z／γp／T，W／XYZ
.／γp／T
因此，从上述15种创成运动式就可以得到60种运动结构式，然后，以这60种运动结构式为基础进行机床总体结构布局方案的创成，就可以得到各种可能的机床结构布局方案，供具体设计时选用。
以上仅以片铣刀加工圆柱表面为例介绍了机床运动功能方案的设计规划方法，这种方法具有通用性，同样适用于其他类型的刀具和加工表面的情况。对于零件群加工情况，可通过运动综合来规划机床的运动功能。
5
结论
本文提出了以刀具和工件为输入信息的机床运动功能方案的创成方法。通过定义刀具切削面，提出了以刀具位姿矩阵来描述被加工表面和刀具之间的相对运动的关系，给出了用运动级联矩阵实现刀具位姿的方法和解析创成机床运动功能方案的步骤，算例分析表明本文所提出的方法具有通用性，可以有效地创成出所有可能的机床运动功能方案，为建立不依赖先验知识的新型机床运动功能方案的设计方法，提供理论依据。
篇2：机床厂桌面演练方案
机床厂桌面演练方案 本文关键词：演练，机床厂，桌面，方案
机床厂桌面演练方案 本文简介：*********有限公司高处作业坠落事故应急救援桌面演练方案编制：安全生产管理部二〇一三年六月九日第一部分演练情况介绍演练时间：2013年6月20日演练地点：二楼会议室演练主持：安全生产管理部部长演练控制：*主持人：1.介绍参加本次演练的人员组成及观摩演练的公司领导：1）演练指挥：1）直接参与演练
机床厂桌面演练方案 本文内容：
*********有
限
公
司
高处作业坠落事故应
急救援桌面演练方案
编制：安全生产管理部
二〇一三年六月九日
第一部分
演练情况介绍
演练时间：2013
年6月20日
演练地点：二楼会议室
演练主持：安全生产管理部部长
演练控制：*
主持人：
1.
介绍参加本次演练的人员组成及观摩演练的公司领导：
1）演练指挥：
1）
直接参与演练人员：*
2）
观摩人员：*
记录：
2.请演练指挥作动员讲话。
3.请演练控制人介绍演练基本情况：
基本情况介绍：
为了提高公司生产安全事故应急管理水平，强化应急人员实施事故预警、应急响应、指挥与协调和现场处置的能力。根据公司《关于
“安全月”活动计划》的安排，公司安全生产委员会组织本次演练活动。
一、演练目的
1、检验预案。通过开展应急培训和演练，学习应急预案并查找应急预案中存在的问题，通过理论与实践的有机结合，进而完善应急预案，提高应急预案的实用和可操作性。
2、完善准备。通过开展应急培训和演练，检查应对突发事件所需应急队伍、物资、装备、技术等方面的准备情况，发现不足及时予以调整补充，做好应急准备工作。
3、锻炼队伍。通过开展应急培训和演练，增强演练组织部门、参与部门和人员对应急预案的熟悉程度，提高其应急处置能力。
4、磨合机制。通过开展应急培训和演练，进一步明确相关部门和人员的职责和任务，完善应急机制。
二、演练类型
今天组织的演练类型为：专项桌面演练
三、假设目标事件
某分公司5号车间东跨在安装压滤机时。一名员工从5米高处坠落下来。
为了使本次演练贴近实战，达到预定目的。根据国务院《突发事件应急演练指南》和国标《安全生产应急演练指南》的要求，在本次演练中设置了情景事件以及现场题问，指定回答要点。涉及事故预警、事故应急、伤员急救、应急终结及后续事件五个阶段。
四、演练方式
本次演练采用在会议室由演练主持人根据情景事件提出问题，分别请主要参演单位的人员回答方式进行。
演练过程中公司领导、演练主持人可随机提问。
五、答题方式
答题人根据情景事件和主持人所提的问题口头回答。
回答过程中可出示相关资料，一般情况下由部门主管回答问题，较复杂的问题可进行简短协商后回答。
九、答题效果评价
答题人所答问题和有关说明将由演练记录人员进行记录。所答问题符合答题要点”或有关预案的规定时，评判为有效。回答范围超出“答题要点”时，如果该措施对事故应急有效，则判为措施有效。
第二部分演练
主持人宣布：高处作业坠落事故应急救援桌面演练现在开始。
情景事件——事故发生：2013年6月某日13:30时，某分公司5号车间东跨在安装压滤机时。一名员工从5米高处坠落下来。现场工人发现随即向部门领导报警。
1、请报警员工（
×
×
×）回答问题：
①报告所叙述内容？
（地点、伤者情况、事故大体概况）
2、请制造车间领导×
×
×回答问题：
在接到报警后情况下分公司怎样进行现场处置？
①
分别向指挥中心、安全管理部门、医务室报告
②
组织相关人员到现场救援，任务布置：
a
察看伤员情况进行现场急救（或配合医务人员急救）；
b
在不影响抢救的情况下保护现场、采取防止二次事故的措施；
c
向领导汇报事件详细情况（时间、地点、伤者姓名、工种及事故经过）
情景事件——拓展：伤者情况较重
1、请装配车间领导×
×
×回答问题：
①采取什么措施？
电话告知指挥中心请求派车
②做好转移准备
安排人员随车去医院
2、指挥中心×
×
×回答安排车辆情况
情景事件——事故现场：
安全生产管理部在接到报警后应当怎样进行信息报告？
①.
安全生产管理部接警后立即立即到现场勘察，了解事故经过。
②.向公司应急总指挥报告现场情况及信息通报情况。
情景事件——事件后续任务
1、
内部：
①、
请制造车间×
×
×回答：如何做好事故报告表？报告时间规定？
部门、姓名、工种、时间地点、事故经过、防范措施、“四不放过”内容；
24小时内。
②、
请修理车间×
×
×回答：就此事故要采取什么措施防范？
管理措施：
技术措施：
③、
观摩席回答：工伤事故当月安全考核扣多少分？
（微伤2分、轻伤5分、重伤20分）
2、外部：
①、请制造车间派员回答：如何就此事故与家属沟通？
②、请油漆车间派员回答：如何与医院协调？
③、安全部门回答：事故的后续申报（向事故所发部门、本人、总经办搜集：身份证复印件、病历卡、医疗诊断书、劳动合同及医保证明复印件，填写工伤事故认定书，在30天内报市劳动保障部）。
主持人：本次桌面演练结束，由安全生产管理部安排进行演练评价与总结。将形成文字材料上报并根据实际情况修改预案。
1、下面请演练指挥×
×
×讲话：
2、请公司总经理×
×
×讲话：
谢谢大家！
脚本：×
×
×
复核：×
×
×
审核：×
×
×
2013.6.8
6
篇3：《机床电气计划》doc版
《机床电气计划》doc版 本文关键词：机床，电气，计划，doc
《机床电气计划》doc版 本文简介：榆林职业技术学院神木校区2013～2014学年第一学期授课计划课程名称：机床控制技术使用教材：《典型机床电气控制解析与PLC改造实例》教学时数：36理论36实践使用班级：11级机电1、2、3、4班任课教师：贺琴、吴晓娥团队负责人：余智勇6授课计划编制说明课程名称机床电气使用班级11级机电1、2、3、
《机床电气计划》doc版 本文内容：
榆林职业技术学院神木校区
2013～2014
学年第
一
学期授课计划
课程名称：
机床控制技术
使用教材：《典型机床电气控制解析与PLC改造实例》
教学时数：
36
理论
36
实践
使用班级：
11
级机电1、2、3、4班
任课教师：
贺琴、吴晓娥
团队负责人：
余智勇
6
授课计划编制说明
课程名称
机床电气
使用班级
11级机电1、2、3、4班
任课教师
贺琴、吴晓娥
计划课时
72
使用教材
名
称：典型机床电气控制解析
与PLC改造实例
出版社：机械工业出版社
教辅参考
机床电气控制线路实图（李响初
）(其它参见大纲）
上学期已完成课时
0
本学期
计划课时
72
下学期
剩余课时
0
本学期课时分配
理论课
32
计划编制说明事项
授课计划编制说明：
1．
本课程为机电一体化专业大三学生设定理实1:1的专业课程，是大二、大三基础专业
课程的综合以及提升，为了达到预期教学目标，授课时应始终遵循以下原则：
（1）理论教学：整个教学规划按照由简单到复杂的过程，每个机床先讲解相关的知识点，学生达到掌握知识的目的。
（2）实训教学：采取“分工合作”、
“理实一体”和多媒体等手段进行讲解，使学生通过实践动手操作使教学效果更佳。
2．本课程两个班的节假日占用时间有所不同，授课教师根据机动课时做相应调整。
3．
课程总评学习成绩构成：期末考试50%，期中成绩10%，平时考核25%（课堂考勤20%+课堂表现20%+作业60%）
习题课
2
复习课
2
实验课
30
节假占用
4
机
动
2
合
计
72
周次
课次
知识
模块
讲课内容摘要
重点和难点
学时
授课方式
作业
备注
1
1、2
第1章
车床
1.1
C650卧式机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
C650卧式车床电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
电机连续转与制动
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
2
3、4
1.1CW61100E机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
CW61100E车床电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
原理图
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
3
5、6
1.1C2132机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
无料预停
理论
4
讲授
习题集
4
7、8
1.2
C2132电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
综合调试
理论
1
实验
3
讲授+实操
习题集
5
9、10
第2章
钻床
1.1Z3040机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
Z3040电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
运动特征与电磁阀
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
6
国庆假期
7
11、12
第3章
磨床
1.1M1432A机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
M1432A电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
内外砂轮电动机的控制
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
8
13、14
1.1M7130机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
M7130电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
充退磁控制
理论
2
实验
2
期中复习考试
讲授+实操
习题集
9
15
单元测试卷
讲析第一、二单元测试卷
2
10
16、17
18、19
第4章
镗床
1.1T68机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
T68电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
主电动机运动方式的控制
理论
4
实验
4
讲授+实操
习题集
11
20、21
第4章
镗床
1.1T4240B机床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
T4240B电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
工作流程的理解
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
12
期中测试
2
习题集
13
22
期中测试卷
讲析期中测试卷
2
14
23、24
第5章
铣床
1.1X62W铣床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
X62W铣床电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
工作台运动控制
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
15
25、26
第6章
齿轮加工机床
1.1YM3150E滚齿加工机场电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
YM3150E滚齿加工机场电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
径向运动的理解
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
16
27
单元测试卷
第三单元测试卷讲析
17
28、29
第8章
拉床
1.1L710拉床电气控制解析（理论）
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
1.2
L710拉床电气控制PLC改造（实验）
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
控制电路的分析
理论
2
实验
2
讲授+实操
习题集
18
30、31
第9章
第10章
第11章
第12章
9.1多工位回转工作台组合机床
1.1.1工艺特点与控制要求
1.1.2电路控制分析说明
9.2
多工位回转工作台组合机床PLC改造
1.2.1改造说明与电路设计
1.2.2程序设计与说明
10.1钻锪组合机床的继电器控制设计
10.2钻锪组合机床的PLC控制设计
11.1深孔钻削组合机床的继电器-接触器控制设计11.2深孔钻削组合机床的PLC控制设计
12.1双面铣削组合机床的继电器控制设计
12.2双面铣削组合机床的PLC控制设计
13.1精镗孔组合机床的继电器控制设计
13.2精镗孔组合机床的PLC控制设计
工艺特点的理解与控制流程的把握
4
讲授+实操
习题集
19
32
复习
期末串讲+自主复习
4