張榮磊 李志鵬

摘要 本課題首先對(duì)機(jī)床工藝規(guī)劃技術(shù)的步驟——單一零件工序之間的結(jié)合、機(jī)床多零件工序之間的結(jié)合、工序結(jié)合的排序和機(jī)床模型的設(shè)計(jì)、機(jī)床模型的擇取進(jìn)行了詳細(xì)的研究，接著對(duì)機(jī)床單一零件工序的組合、相似空間模式工序之間的組合識(shí)別、機(jī)床中多零件工序間的組合進(jìn)行了較為具體的分析，最后得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞 機(jī)床；工藝規(guī)劃；單一零件；多零件；工序

中圖分類號(hào)TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0089-02

現(xiàn)階段，隨著競(jìng)爭(zhēng)日益全球化，廣大客戶對(duì)產(chǎn)品的需求也在不斷變化，在很大程度上導(dǎo)致制造系統(tǒng)的生產(chǎn)需求出現(xiàn)了日益變化的現(xiàn)象。當(dāng)生產(chǎn)需求發(fā)生變化時(shí)，機(jī)床等一些制造資源的生產(chǎn)工序需求同樣也出現(xiàn)了改變。就一些傳統(tǒng)意義上的機(jī)床而言，通過(guò)一定的方式對(duì)固定的工序需求進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)時(shí)，不能以最為可觀、合理的生產(chǎn)成本對(duì)其功能等進(jìn)行轉(zhuǎn)化，進(jìn)而致使傳統(tǒng)機(jī)床難以適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)這種情形，本課題就機(jī)床工藝規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了較為清晰的探討和分析，具有一定的參考價(jià)值。

1 機(jī)床工藝規(guī)劃的程序分析

從傳統(tǒng)意義上講，廣大客戶以現(xiàn)有的機(jī)床為依據(jù)，對(duì)機(jī)床工藝規(guī)劃、機(jī)床工序需求設(shè)計(jì)進(jìn)行制定和定制。但在機(jī)床的工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)床工藝規(guī)劃和機(jī)床配置工作，目的就是為了保證在機(jī)床中每次都配置了和機(jī)床工藝規(guī)劃中的一些加工需求相統(tǒng)一的性能與功能。

假定已經(jīng)獲得了機(jī)床加工參數(shù)、機(jī)床加工方式及刀具等諸多方面的信息，機(jī)床工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)的程序?yàn)椋浩湟?，單一零件工序之間的結(jié)合；其二，多個(gè)零件工序之間的結(jié)合；其三，工序結(jié)合的順序和機(jī)床模型的設(shè)計(jì)、機(jī)床模型的擇取。

1.1 機(jī)床單一零件工序之間的結(jié)合

就機(jī)床中的所有零件而言，將一些具有位置公差要求的零件工序通過(guò)一定的方式結(jié)合起來(lái)，基于這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床零件在質(zhì)量方面的一些要求；運(yùn)用并行加工的概念，最大程度的促使部分相關(guān)工序通過(guò)一組軸驅(qū)動(dòng)多刀具在同一時(shí)間內(nèi)完成，除了可以減少機(jī)床的加工時(shí)間外，還可在很大程度上降低機(jī)床的復(fù)雜性。倘若可以在機(jī)床零件的不同表面或者同一表面上，對(duì)部分具有相同空間模式的工序結(jié)合進(jìn)行相應(yīng)的識(shí)別，那么，可運(yùn)用同一組軸來(lái)實(shí)現(xiàn)該部分相同的工序結(jié)合，進(jìn)而降低了機(jī)床在制造上的一些成本，同樣也縮短了機(jī)床在設(shè)計(jì)初期的時(shí)間。

1.2 機(jī)床多零件工序之間的結(jié)合

在機(jī)床的整個(gè)零件族中，將一些具有相似或相同工序需求的單一零件工序通過(guò)一定的方式結(jié)合起來(lái)，進(jìn)而形成一個(gè)多零件工序組合，同時(shí)確保多個(gè)零件組合在同一機(jī)床上實(shí)現(xiàn)。倘若多零件組合的工序需求之間的這種相似度越高，那么可在很大程度上降低機(jī)床在重構(gòu)方面的一些成本。

1.3 工序結(jié)合的排序

以機(jī)床生產(chǎn)率、機(jī)床所用刀具及工件的定位方式等需求為依據(jù)，對(duì)上述多零件、單一零件工序組合通過(guò)一定的方式進(jìn)行排序，接著，以此排序?yàn)榛A(chǔ)對(duì)機(jī)床模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和擇取。

2 機(jī)床單一零件工序的組合分析

就傳統(tǒng)范圍內(nèi)的機(jī)床而言，其單一零件工序之間的組合，基本上都依附于機(jī)床的配置形式上。但在可重構(gòu)機(jī)床的范圍內(nèi)，機(jī)床的工藝規(guī)劃和定制設(shè)計(jì)是同步進(jìn)行的。機(jī)床的配置需以零件族的共同特性、零件質(zhì)量等諸多方面的需求為依據(jù)，進(jìn)而制定一些比較創(chuàng)新的工序組合原則。

2.1 位置公差的工序組合分析

所謂位置公差的工序組合，即為對(duì)零件加工特性間的一些位置公差進(jìn)行評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上，將一些具有位置公差要求的工序通過(guò)一定的方式組合起來(lái)，以達(dá)到機(jī)床零件在質(zhì)量方面的一些要求。公差關(guān)系有機(jī)床加工特性間公差與機(jī)床加工特性內(nèi)公差兩種。由于機(jī)床加工特性內(nèi)公差較易滿足公差要求，所以，以下只對(duì)機(jī)床加工特性間公差進(jìn)行一定的分析和評(píng)定。位置公差的工序組合程序?yàn)椋旱谝?，?chuàng)建公差相關(guān)的加工特性集合；第二，評(píng)價(jià)：倘若位置公差比設(shè)計(jì)的裝夾公差小，那么，這種機(jī)床和夾具之間的組合便無(wú)法滿足零件在質(zhì)量上的一些要求，需配置精度更高的夾具和機(jī)床組合；倘若設(shè)計(jì)的裝夾公差小于等于位置公差，且位置公差比1.66倍的設(shè)計(jì)裝夾公差小時(shí)，那么，需要在同一次裝夾中對(duì)公差相關(guān)特性進(jìn)行加工，方可滿足機(jī)床零件在質(zhì)量方面的一些要求；倘若位置公差小于等于設(shè)計(jì)的1.66倍裝夾公差時(shí)，那么，便可在不同的機(jī)床裝夾中實(shí)現(xiàn)公差相關(guān)加工特性。

2.2 并行加工的工序組合分析

相同的工序加工方向與工序加工面是一組工序可以并行加工的必要而不充分條件，倘若要具備充分必要條件，還需對(duì)以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的檢查：其一，工藝約束方面；其二，類型趨于一致的加工運(yùn)動(dòng)需求；其三，機(jī)械約束方面。

3 相似空間模式工序之間的組合識(shí)別

并行加工工序之間的組合須嚴(yán)格遵循必要的約束性條件方可完成，倘若存在某個(gè)約束條件未達(dá)需求的現(xiàn)象時(shí)，那么就須對(duì)其進(jìn)行分解，使其成為幾個(gè)子工序組。在分解中，倘若可以使得該部分子工序均具有一定程度上的相似空間模式時(shí)，那么，便可運(yùn)用同一個(gè)組軸，基于較為簡(jiǎn)單的平移工件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)該部分工序組合，進(jìn)而降低了機(jī)床在制造上的一些成本，同樣也縮短了機(jī)床在設(shè)計(jì)初期的時(shí)間。

在機(jī)床的所有零件族中，倘若一個(gè)零件上存在該種子工序組，那么，對(duì)零件族中的另外一些零件上是不是也具有相似的狀況進(jìn)行考慮是非常有必要的，如果這種情形卻是存在，那么應(yīng)當(dāng)合理的、科學(xué)的對(duì)該部分工序組進(jìn)行劃分與識(shí)別，在很大程度上可降低機(jī)床成本。

4 機(jī)床中多零件工序間的組合分析

成組技術(shù)在組合與識(shí)別相似事物的領(lǐng)域中已經(jīng)得到了成熟的運(yùn)用?，F(xiàn)階段，在機(jī)床多零件工序組合的研究領(lǐng)域中，成組技術(shù)依然沒(méi)有得到較為廣泛的運(yùn)用，倘若把成組技術(shù)能廣泛的運(yùn)用到機(jī)床零件工序的組合中，那么，還需對(duì)一些新的相似性判斷標(biāo)準(zhǔn)與編碼準(zhǔn)則進(jìn)行科學(xué)的、詳細(xì)的研究。當(dāng)劃分與識(shí)別相似事物時(shí)，如果采用成組技術(shù)，那么其最為常用的幾種方式為：編碼分類法、目測(cè)法以及程序分析法等。

5 結(jié)論

本課題就機(jī)床工藝規(guī)劃和整個(gè)零件族的工序組合進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究和分析。對(duì)整個(gè)零件族而言，其工序組合的完成可劃分為兩步：第一，單一零件工序之間的組合；第二，機(jī)床多零件工序之間的組合。針對(duì)單一零件工序之間的組合，本文較為詳細(xì)的提出了并行加工和位置公差的工序組合條件，同時(shí)對(duì)相似空間模式的識(shí)別作了比較具體的分析和探討，最后對(duì)機(jī)床多零件工序之間的組合作了初步性的分析。

參考文獻(xiàn)

[1]吳玉光、高曙明等.保證公差要求的裝夾和加工順序自動(dòng)化規(guī)劃[J].高技術(shù)通訊，2001，11(12)：60-65.

[2]LANDERSRG,MIN BK,KOREA Y.Reconfigurable machine tools[J].Annals of the CIRP，2001，50(1)2000，23-26.