【正文】 是高度地非線性甚至更復雜。有多種方法獲得的機器人臂的動力學方程，即方程中有關位置處的綜合力和扭矩，速度扭矩和加速度?；谶@種參數(shù)化有兩個狀態(tài)變量，即λ和μ，但有（n + 1）個方程。假定理想的幾何方程已經(jīng)把最小時間控制參數(shù)化，就像之前希望的（即等式（3）），但最初的點為λ=0，結束點為λ=λmax且dfidλ存在，這樣保證（6a），（6b）存在，同時當λ從0到λmax方程是單調(diào)的。這個推導也適用于p2(0)和p2（tf），我們這里用另一個理論來推導。這一個曲線應該被延長，直到它離開可行域或越過λ=0。然而， g（ λ ）只是大體上分段地可見，所以可能導出不連續(xù)的點，這種情況有可能「零點不存在」，事實上零點總是存在的，我們通過下列的定理證明。如此收斂被保證，因此有限數(shù)目的解域我們有下列的定理：定理3b：如果函數(shù)fi有有限個實際價值解，那么函數(shù)?λ存在一定數(shù)量的間隔結束于區(qū)域外的零。否則，就不存在一個運動時間更短的軌跡?；舅枷胧菬o限接近可行域的邊緣而不超出它。這是潛在的轉換點。如果成功，那么當前的點就是一個最優(yōu)軌跡的轉換點，則前移至下一個轉換點并重復這個過程。因為該算法產(chǎn)生真正的最小時間解，而不是一個近似值，所以該算法的結果能夠為其他的路徑設計算法提供一個絕對的測量參考。如果減速搜索成功，那么當前的點就是最優(yōu)軌跡的一個轉換點。（與ACOTNF相同）第三步：計算可行域邊線和所有的孤島邊線的函數(shù)?（λ）。最后一種情況與前者類似。定理4：由ACOTNF產(chǎn)生的任何軌跡在最短時間控制上是最優(yōu)的。為了要證明ACOTNF 結束，我們對函數(shù)fi(λ) 進行一些假設 ，假設fi可分段求解且由有限個不含實際價值的數(shù)組成。在給定的狀態(tài)之下，函數(shù)至少存在一個零點嗎？回答是的，可由下證明：注意，在λ=λ1處 ，曲線軌跡從可行域溢出。在相平面內(nèi)沒有需要避開的孤島，唯一的限制是 μ由一對連續(xù)的曲線軌跡分段連續(xù)導出。定理1：如果p2在區(qū)間[t1，t2] (t1t2)為0 ， p2在區(qū)間[t1，∝ ]為0 ，則時間最優(yōu)解不存在。最大值問題即點的連接問題，除了一些簡單的點不能使用閉環(huán)控制，而且很難以數(shù)字的方式解決。曲線被由參數(shù) λ 的n個函數(shù)集決定，所以我們有qi=fiλ ， 0≤λ≤λmax (2)其中λ為理想軌跡的一個參數(shù)，當λ從 0 到λmax變化時坐標 qi 也連續(xù)地變化且路徑不重復，即λ0=0 ，λtf=λmax .應當指出，在實際空間的運動軌跡是建立在笛卡爾坐標上。路徑規(guī)劃輸出真實的最短時間，作為其它可被測量的路徑規(guī)劃的測量標準。第一個層次是所謂的路徑規(guī)劃，第二個層次是所謂的路徑跟蹤或路徑控制。當然，本次設計不全是是我個人獨立完成的，而是在xxx老師的悉心指導和幫助下完成的。分度后可旋轉手柄，由壓板將分度盤鎖緊。則選用DQG型氣缸。當壓縮空氣單位壓力p=，氣缸推力為9800N。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命查《機械加工工藝手冊》~，壽命T=35min。（6）計算基本工時：tm＝L/ vf，L=2(l+ l1+l2)，l=44mm.查《機械加工工藝手冊》第2124頁 ，切入和切出行程為：l1+l2=18mm，則：tm＝L/ Vf=2(44+18)/190=。機床：X5030A立式升降臺銑床，轉速范圍40~1500r/min，電機功率4kW，；刀具：W18Cr4V(普通高速鋼) 鑲齒套式面銑刀，銑削寬度aw=50,由刀具直徑d0=（~）aw ，故根據(jù)《機械加工工藝手冊》第251頁 ，選擇銑刀直徑d0=80mm，齒數(shù)z=10。最終確定:ap=，nc=96r/min，Vf=，Vc=，fz=。加工要求：粗銑上中間凸平面。加工要求：粗車?155上下兩端面。從加工效率與裝夾方便性考慮，第二種方案更為經(jīng)濟合理，確定最終加工工藝方案為：工序1 粗車?155外圓兩端面，以?155及另一端面為粗基準。工序5 銑側支架 以?1400+，中間?12孔，?155端面為定位基準，銑支架兩側臺平面，粗糙度為50μm。3. 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件尺寸公差等級CT，由《機械加工工藝手冊》，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（2）可調(diào)化、組合化夾具的可調(diào)化、組合化即夾具的柔性化，它與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。5）.自動化生產(chǎn)專用夾具自動化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體的不同位置上。對于夾具體的基本要求，如下：1）應有足夠的強度和剛度 2）力求結構簡單，裝卸工件方便3）要有良好的結構工藝性和實用性4）結構尺寸大小適當且穩(wěn)定5）排除切削問題要解決6）夾具在機床上安裝要穩(wěn)定、安全機床夾具的主要功能如下：1）保證加工質(zhì)量 使用機床夾具的首要任務是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。所以，在大學畢業(yè)之前，選擇簡單的夾具設計，希望通過此次設計，在過程中希望得到以下訓練： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。因此，夾具是企業(yè)生產(chǎn)中的一種重要的工藝裝備。二、機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產(chǎn)夾具等五大類。例如對于位置精度要求很高的工件加工，往往著眼于滿足加工精度要求；對于精度要求不高的而生產(chǎn)批量較大的工件，則需要著重考慮提高夾具的工效。圖 CA10B解放牌汽車中間軸軸承支架零件零件的加工過程中，要保證零件上部的折彎部分在豎直方向與?176。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。工序4 鉆孔 以?1400+，鉆中間?12的孔，粗糙度為50μm。工序9 檢查。（3）計算切削速度v根據(jù)《機械加工工藝手冊》第149頁，車削速度計算公式為：=， xv=, yv=, m=；將數(shù)據(jù)代入公式計算車削速度：（4）確定機床主軸轉速：根據(jù)《機械制造技術基礎課程設計指南》崇凱主編 化學工業(yè)出版社（以下簡稱《指南》） 第144頁 表556，C630A臥式車床選擇主軸轉速nR=188r/min,因此實際車削速度： vR=πd0n1000=1551881000=92m/min （5）計算基本工時 tm＝L/ nf，L=l+ l1+l2，l=155mm.查《機械加工工藝手冊》第2124頁 ，切入和切出行程為：l1+l2=26mm，則：tm＝L/ nf=(155+26)/188=, 2tm=2=工序2 粗鏜、半精鏜?1400+，孔兩端面倒245176。2. 銑削用量（1）背吃刀量ap ：因為加工余量較小，故可在一次走刀內(nèi)完成，取ap=。（3）切削速度查《機械加工工藝手冊》第3151頁 =12m/min , F=3905N T= N（2）確定每齒進給量 af ：由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮。121=機床有效功率為PE39。二 夾具設計1. 定位基準選擇由零件圖可知,兩端面對水平中心線有一定的角度要求，兩個平面互為基準，平面中心對上中間凸平面有距離要求。二 夾具設計1. 定位基準選擇由零件圖可知，12mm厚的兩側平面對水平面有30176。（3）計算中心軸孔與工作臺的垂直度誤差。這是大學里做的時間最長，工作量最大，摸索歷程最長的一次設計了，是用大學四年所學的知識完成的一份比較滿意的答卷。我們首先采用幾何學路徑約束引入避免碰撞和操作需求的變量函數(shù)來描述機械手動力要求，然后將輸入扭矩/扭力的限制參數(shù)轉變成這些變量。效率低下的根源是路徑規(guī)劃，為了提高機械手的效率，路徑規(guī)劃時必須了解該機器人的動態(tài)特性，以及準確的動態(tài)模型。qi=vi (1a)ui=Jijqvj+Rijvj+Cijkqvjvk+Giq (1b)式中 qi=ith 廣義坐標 vi=ith 廣義速度 ui=ith 廣義力 Jij= 慣性矩陣 Gi = 在 ith 加上重力的力 Cijk= 科氏陣列 Rij= 粘性摩擦矩陣愛因斯坦求和約束的使用使所有指數(shù)從1到n包含在n自由度機器人中。因此把矩陣約束在u上，通過方程參數(shù)使輸入扭矩/扭力變化的所有位置、速度在路徑上彼此限制，給出初始的(λ，μ）及u的大小，如果知道機械手關節(jié)處的輸入扭矩、扭力這樣就能用數(shù)的處理來代替n個矢量的處理進而得到一系列的約束（路徑狀態(tài)方程）。這里y是矢量（λ，μ，v）的狀態(tài)向量，我們得到一個簡單的輸入?yún)^(qū)間 在式（14）中知道H不明確依賴t，也可以看作 是由約束（9）和vtf=0得到。參數(shù)μ有兩個影響因數(shù)：運動軌跡的斜率和μ值的大小。這個點作為下一個轉換點，記為λd。兩個限制參數(shù)記為g1，g2。如果其中一個Mi不為零，就不存在邊界曲線，就沒有零點。新軌跡因此就可能達到合適的臨界條件。在這種情況下，該算法必須用一種超微不同的形式來展現(xiàn)。如果一個轉向引向了死角，那么就有必要回溯，然后就向右轉了。在這篇文章里，我們展示了一種獲得在提供理想的幾何軌跡和輸入扭轉約束力的條件下機械手運動最小時間控制軌跡的方法。但是，如果在計算中使用略微保守的扭轉約束值，那么實際的可行域就會略微大于計算可行域，留出失誤的空間。算法包含兩個過程，一個是搜索加速曲線，另一個搜索減速曲線。因此我們不再在算法過程中尋找零點，而是一次性的全找出來。因為（λ，μ’）點在ACOTNF軌跡上，新軌跡必須比擁有最大的減速度的ACOTNF軌跡減速更快才能達到相同的臨界條件。坐標i，j代入式(17b)(用=代替≥)得到曲線，式（17b）中系數(shù)A，B，C，D排除在Mi中的零之外，由于Mi存在零點，考慮用Mi中的零點進行區(qū)間分割。這意味著g1是λλdi的約束解，和假設矛盾。第六步：從λd建立一個加速曲線，延長曲線直到它與減速曲線相交或者離開可行域。對于λ的每個值，對應一個由不等式UBi(λ，μ) LBi (λ，μ)≥0決定的μ值。因此μ等于GLB(λ，μ)或LUB(λ，μ)。給出的控制不等式：另一種格式：LBi≤u≤UBi，這些參數(shù)由n決定，u滿足：maxLBi≤u≤minUBi 或者GLB(λ，μ)≤u≤LUB(λ，μ) （7e）路徑計劃要呈現(xiàn)的運算法則與之前依照慣例得到方程的不同，可知參數(shù)λ 是笛卡爾的空間的弧長，μ是速度，μ是幾何加速度?？评飱W利數(shù)列描述了結合 j 和 k 的速度進入Cijk的力。通常假定機械手的速度和加速度為恒定或按一定規(guī)律變化的（參考文獻[6，7]），并具有一定的區(qū)域邊界約束。
前言在過去的幾年人們主要關注于工業(yè)自動化技術，尤其是使用通用機器人技術。當然了，設計中更多的是使我發(fā)現(xiàn)自己掌握的知識是非常有限的，綜合應用所學專業(yè)知識的能力是如此不足，在繁雜的數(shù)據(jù)計算與查詢中總是把我搞得焦頭爛額，理不清頭緒，抓不住重點。4. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，由于是大批量生產(chǎn)，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為了使定位誤差為零，應該選擇以中心孔定位的夾具，由于還有角度要求，再選用以上中心小孔定位。的角度要求，為了使定位誤差為零，故選用?155外圓表面定位的自動定心夾具，工件以?155端面以及外圓和支架叉?zhèn)葹槎ㄎ换鶞?，采用夾爪和擋銷實現(xiàn)完全定位。Pm故選擇的鉆削用量可用，即：，（5）計算工時 工序7 鉆圓柱面上2? 0+。（3）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《機械加工工藝手冊》第285頁 ~；銑刀直徑d0=80mm，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第286頁 ，高速鋼面銑刀壽命T=180min。121=機床有效功率為PE39。工藝系統(tǒng)剛度中等，工件材料為鑄鐵，使用普通高速鋼鑲齒套式面銑刀加工，機床功率為4kw，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第282頁 ，粗銑時每齒進給量af=~，取af=每轉進給量f=af?z=10=2mm/r 。 工序2加工簡圖1. 加工條件工件材料：HT200，硬度160~210HBW，σb =170~240MPa，鑄造。粗鏜孔2IT12?139 0+20半精鏜孔IT1112?140 0+中間平面?12孔鉆孔IT12?1250兩側面?12孔鉆孔IT12?1250?鉆孔IT1213? 0+20平面 平面各工序加工余量 單位：mm加工表面加工內(nèi)容加工余量經(jīng)濟精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大粗車?155兩端面鑄造CT1055177。工序6 鉆孔 以?1400+， ?155端面以及中間?12的小孔為定位基準(一面兩銷)，鉆支架兩側平面?12的孔，表面粗糙度為50μm。除此之外還應