夾具類(lèi)外文翻譯-為持續(xù)提高夾具精度的安裝方法【中文3460字】【PDF+中文WORD】,中文3460字,PDF+中文WORD,夾具,外文,翻譯,持續(xù),提高,精度,安裝,方法,中文,3460,PDF,WORD 【中文3460字】 可持續(xù)夾具的高精度安裝方法 詹姆斯迪Maropoulos 英國(guó)巴斯大學(xué)機(jī)械工程系 摘要 精確安裝時(shí)的測(cè)量夾具組件的能力決定了他們的精度，特別是對(duì)于大尺寸的產(chǎn)品和應(yīng)用。這件事是至關(guān)重要的質(zhì)量定制的產(chǎn)品和部件設(shè)計(jì)中的各種小批量生產(chǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)與快速轉(zhuǎn)換哲學(xué)和諧作為妥協(xié)的質(zhì)量速度不可原諒的敏感部件和組件，如在航空航天工業(yè)，見(jiàn)。它是對(duì)夾具以減少使用高度精確安裝必要的容差預(yù)算由于變化的夾具定位。對(duì)夾具的主要費(fèi)用特是在航空航天工業(yè)，導(dǎo)致柔性和可重構(gòu)夾具概念的發(fā)展夾具?？芍貥?gòu)夾具的可重用性，使他有吸引力的可持續(xù)解決方案。他們的組件可以重復(fù)使用的產(chǎn)品或組件的幾個(gè)變種。這種類(lèi)型的主要缺點(diǎn)夾具的精度和可靠性已經(jīng)成為他們的貧窮。在本文中，精確定位的關(guān)鍵可持續(xù)的具元件的研究。對(duì)影響夾具性能的因素夾具的安裝階段審查。本文介紹了用于最小化的方法在柔性?shī)A具的夾持和定位的不確定性。 關(guān)鍵詞：可持續(xù)的夾具，夾具的安裝，校準(zhǔn)的不確定性，夾具的監(jiān)測(cè)，計(jì)量，可重復(fù)使用的夾具 1簡(jiǎn)介 質(zhì)量和可靠性等因素早已轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品的隱含特征。最近的市場(chǎng)趨勢(shì)迫使制造業(yè)在其產(chǎn)品和服務(wù)范圍內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模定制。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的變化越來(lái)越大，子組件和組件級(jí)別的第二波變化波幅較大。 最先進(jìn)的制造系統(tǒng)和技術(shù)提供了更多的靈活性，使設(shè)計(jì)人員能夠更自由地思考。例如，在過(guò)去幾年開(kāi)發(fā)的新的大容積測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量幾個(gè)分層距離。這些技術(shù)有助于驗(yàn)證過(guò)去由幾個(gè)組裝部件制造的大尺寸部件。 大尺寸產(chǎn)品的制造需要專(zhuān)門(mén)的夾具和夾具，以便在構(gòu)建和組裝期間將其部件保持在所需的方向。這需要主要的間接成本，這在某些情況下只能通過(guò)批量生產(chǎn)來(lái)證明，否則成品的成本可能非常高。這個(gè)問(wèn)題與客戶(hù)不斷尋求更高價(jià)值的市場(chǎng)趨勢(shì)相矛盾。在一個(gè)典型的產(chǎn)品中，產(chǎn)品的變化創(chuàng)造了一個(gè)更可持續(xù)的業(yè)務(wù)，因?yàn)樗梢詽M(mǎn)足相對(duì)較大市場(chǎng)的需求。 可以形成不同形狀以支持不同產(chǎn)品變化的靈活和可重新配置的夾具和夾具是上述挑戰(zhàn)的關(guān)鍵解決方案。靈活?yuàn)A具的概念在研究領(lǐng)域已存在多年[1]。然而，它們?cè)诤艽蟪潭壬显趯?shí)際的生產(chǎn)設(shè)備中并沒(méi)有被充分利用，特別是對(duì)于大型產(chǎn)品制造商如航空航天。這是由于與其初始安裝相關(guān)的挑戰(zhàn)，校準(zhǔn)差和重復(fù)性常常超過(guò)公差要求。從高質(zhì)量的關(guān)鍵部件制造這些夾具和夾具，以及與大容量計(jì)量系統(tǒng)的集成可以減少上述限制。 本文介紹與柔性?shī)A具和夾具的安裝和校準(zhǔn)相關(guān)的計(jì)量問(wèn)題以及在使用過(guò)程中的監(jiān)控。 2 相關(guān)工作 2.1大型零件的制造和裝配 通常在精密制造機(jī)械部件之前，將原材料移至機(jī)臺(tái)，必須進(jìn)行粗切割，然后精確對(duì)準(zhǔn)和夾緊。在這個(gè)階段，該零件準(zhǔn)備加工其高精度關(guān)鍵特征。然而，對(duì)于大尺寸和/或重組件來(lái)說(shuō)，這并不總是可能的。大規(guī)模產(chǎn)品是指在經(jīng)濟(jì)上無(wú)法在工廠(chǎng)中處理或移動(dòng)的組件，用于制造和組裝目的[2]。這些部件的制造和組裝過(guò)程包括機(jī)器和系統(tǒng)相對(duì)于這些部件移動(dòng)到期望的位置和取向。這些部件通常使用大尺寸的夾具和夾具保持在它們的位置。如果這些部件是以小批量生產(chǎn)的，就是航空航天工業(yè)的情況，則會(huì)產(chǎn)生每個(gè)產(chǎn)品的高架空成本。已經(jīng)有許多設(shè)計(jì)和制造夾具和固定裝置的嘗試，使得它們可以容納許多組件的變型[3,4]。然而，由于其高精度要求，這種方法對(duì)于具有敏感或關(guān)鍵特征的部件是不可行的?？烧{(diào)節(jié)，可重構(gòu)的夾具和夾具與固定夾具相比，隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生較低的重復(fù)性。固定夾具具有通過(guò)焊接或鉚接的永久接頭實(shí)現(xiàn)的永久拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些夾具和夾具的機(jī)械故障，例如疲勞和塑性變形，是終止其使用并將其送回回收的主要原因。對(duì)于小批量制造要求，現(xiàn)在常常要退出一個(gè)符合要求的夾具，因?yàn)槠涫褂脡勖Q于產(chǎn)品的使用壽命。換句話(huà)說(shuō)，在制造零件變體后不久， 大量的制造時(shí)間是固定夾具和固定裝置的另一個(gè)主要缺點(diǎn)。這些夾具應(yīng)在任何制造工藝之前進(jìn)行訂購(gòu)。這可能會(huì)在生產(chǎn)計(jì)劃和產(chǎn)品上市時(shí)間上帶來(lái)額外的復(fù)雜性。 不管它們的類(lèi)型如何，大規(guī)模夾具具有許多共同的元件，包括一個(gè)主框架，一個(gè)或多個(gè)內(nèi)框架，潛在地一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及較小的部件，例如夾具，襯套，拾取器和可調(diào)螺釘（圖1）。 Inner frame Adjustable holds Clamp Component Main frame Moving mechanisms 圖1：大型夾具的典型組件（圖片由Electroimpact提供） 2.2靈活的夾具和夾具 開(kāi)發(fā)靈活的夾具和夾具的概念是為了提高可持續(xù)性，快速切換以及低成本?，F(xiàn)在可以使用現(xiàn)成的模塊和夾具進(jìn)行夾具??和夾具的設(shè)計(jì)和組裝。根據(jù)要求，可能需要定制設(shè)計(jì)和制造用于夾具和固定裝置的少量專(zhuān)用部件。在這個(gè)概念中，大多數(shù)批量零件，附件中的接頭用于特定應(yīng)用。一旦完全制造了產(chǎn)品設(shè)計(jì)變體，就可以拆卸上述組件，并將其重新組裝在一個(gè)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，以配合下一個(gè)設(shè)計(jì)變體。可以在相關(guān)的夾具上重復(fù)該循環(huán)，并且?jiàn)A具變得多余。即使夾具仍處于工作狀態(tài)，也必須報(bào)廢并送回回收。這種方法帶來(lái)高耗能的回收利用。即使對(duì)于固定夾具和固定裝置，大尺寸零件和夾具中的漂移也會(huì)影響大尺寸裝配的精度[5]。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種分析夾具剛度的方法[6]來(lái)評(píng)估振動(dòng)對(duì)大尺寸夾具的影響。無(wú)論如何，只有通過(guò)替代解決方案才能實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的制造。 大量次數(shù)導(dǎo)致夾具和夾具的間接成本降低。不用說(shuō)提到拆卸時(shí)間，復(fù)位時(shí)間等其他因素，運(yùn)行時(shí)間應(yīng)考慮用于評(píng)估使用這種夾具和夾具的實(shí)際成本效益。這種方法最大限度地降低了組裝的夾具和夾具的成本以及設(shè)計(jì)相當(dāng)接近的部件范圍。 取決于組件的變化程度以及需要重新布置的每個(gè)不同百分比的撓性?shī)A具所需的工作類(lèi)型。在設(shè)計(jì)階段考慮這個(gè)問(wèn)題至關(guān)重要，以增加使用這種夾具和夾具的好處。例如，在可能的情況下，拾音器和組件的不同變體上的拾取器和夾具的位置和3D定位甚至完全不同的部分應(yīng)該靠近以增加夾具和固定裝置的子系統(tǒng)的兼容性和互換性。收集夾具的關(guān)鍵部件可以在短時(shí)間內(nèi)保證所需夾具的可用性。除此之外，夾具的存放需要更少的空間，因?yàn)榭梢圆鹦锻ǔＲ阅_手架形式放置的所有模塊，并將它們放置在彼此之間。一些汽車(chē)公司目前使用靈活的夾具（圖2），因?yàn)樗鼈兊木人綄?duì)于該部門(mén)來(lái)說(shuō)是足夠的。盡管有以上的好處 航空航天工廠(chǎng)等大型制造設(shè)施中沒(méi)有許多靈活的夾具運(yùn)行。定位銷(xiāo)的精度和不確定性，夾具的重復(fù)性和夾具結(jié)構(gòu)的漂移都有助于大容量計(jì)量系統(tǒng)和技術(shù)的許多新發(fā)展?，F(xiàn)代激光測(cè)量系統(tǒng)和技術(shù)現(xiàn)在能夠以可接受的精度測(cè)量高達(dá)幾個(gè)分辨率的大尺寸產(chǎn)品。這些系統(tǒng)可用于在其安裝和初始設(shè)置期間精確定位夾具的關(guān)鍵部件的安裝。 夾具和固定裝置的安裝通常從其基座或主框架開(kāi)始，然后大的部件逐漸向較小的部件（例如拾取器和夾具）開(kāi)始。測(cè)量系統(tǒng)可用于安裝柔性?shī)A具主框架及其內(nèi)框架，以確保每個(gè)部件的正確定位。表1顯示了這些大型測(cè)量系統(tǒng)中的一些。對(duì)于這些系統(tǒng)的技術(shù)審查，參見(jiàn)[7]。能夠測(cè)量參考點(diǎn)的激光跟蹤系統(tǒng)是用于此目的的最適合的測(cè)量系統(tǒng)之一。儀器跟蹤一個(gè)球形反射鏡（SMR）目標(biāo)，其位置可以在三維空間中注冊(cè)。 SMR可以直接與目標(biāo)對(duì)象聯(lián)系起來(lái)，以提供幾何位置信息，或者可以在稱(chēng)為激光跟蹤器目標(biāo)的機(jī)械可重復(fù)的SMR嵌套中使用，或者在此點(diǎn)上用于短目標(biāo)。像任何其他測(cè)量?jī)x器一樣的激光跟蹤器具有在夾具安裝過(guò)程中需要考慮的不確定度水平。還應(yīng)考慮激光跟蹤器及其目標(biāo)點(diǎn)之間的視線(xiàn)問(wèn)題，如果需要，應(yīng)使用多個(gè)跟蹤器位置。在實(shí)際測(cè)量活動(dòng)中，結(jié)果必須伴隨著不確定性的陳述。這種說(shuō)法表明，合理地，這些夾具不能滿(mǎn)足發(fā)電和航空航天工業(yè)的公差要求的值的分散。一旦精度問(wèn)題解決，這些夾具在上述行業(yè)中具有很高的利用潛力。 Component Main frame Clamp Inner frame 圖2：汽車(chē)行業(yè)可重構(gòu)組件的夾具（圖片由Witte提供） 歸因于被測(cè)量[8]。對(duì)于任何夾具或夾具的安裝和后續(xù)驗(yàn)證，此問(wèn)題是相同的。這個(gè)知識(shí)闡明了給定定位和裝配任務(wù)的夾具能力。換句話(huà)說(shuō)，它表示一個(gè)夾具是否可以滿(mǎn)足其相關(guān)過(guò)程的公差要求。 2.3夾具理論的比較 在不同的制造和組裝應(yīng)用的不同公司中有大量不同形狀和設(shè)計(jì)的夾具和夾具。這些夾具和夾具中的一些可以以標(biāo)準(zhǔn)形式容易地獲得，而一些夾具和固定裝置特定于特定部件和任務(wù)而設(shè)計(jì)和制造?；诋a(chǎn)品的復(fù)雜性和規(guī)模，后者可能非常昂貴[9]。 無(wú)論成本和目的如何，可以使用沒(méi)有夾具，固定框架夾具或可重新配置或靈活的夾具進(jìn)行制造或組裝過(guò)程。表2提供了這些方法與其典型應(yīng)用的比較。 固定框架夾具通常用于重型應(yīng)用。它們更適用于具有大量產(chǎn)品的應(yīng)用，可以放松夾具的間接成本。 在大型和復(fù)雜產(chǎn)品的制造和組裝中應(yīng)用柔性?shī)A具和固定裝置有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。特別是對(duì)于研發(fā)工作，以及制造小批量產(chǎn)品的情況，靈活的夾具和夾具可以非常有益。除了時(shí)間和金錢(qián)節(jié)省的好處，由于改變了夾具整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直接和經(jīng)常性成本，使用柔性?shī)A具的可能性使設(shè)計(jì)，制造和組裝過(guò)程更加自由。與常規(guī)夾具相比，柔性?shī)A具的重新配置和可重用性是這種夾具的主要優(yōu)點(diǎn)。這是特別重要的，因?yàn)樗涎h(huán)綠色制造業(yè)的行業(yè)方向來(lái)自二手系統(tǒng)的組件，減少了相關(guān)項(xiàng)目的加工費(fèi)用的項(xiàng)目成本。 5