【正文】 總 結(jié)轉(zhuǎn)眼間，為期十三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)就已接近尾聲，雖然短暫，但卻為我以后的工作生活奠定一個(gè)的重要的里程碑，同時(shí)為我的四年大學(xué)生活畫(huà)上的一個(gè)完美的句號(hào)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不但使我鞏固和重溫了大學(xué)四年來(lái)我所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，而且讓我從中吸取了很多新的知識(shí)，尤其是增進(jìn)了我對(duì)液壓這一領(lǐng)域的了解和認(rèn)識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是將所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)有機(jī)融合的一個(gè)過(guò)程，是對(duì)我們專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)的一個(gè)考核。我的設(shè)計(jì)題目是高空作業(yè)車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較煩瑣，且設(shè)計(jì)又比較靈活，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不斷遇到各種各樣的問(wèn)題和困難，通過(guò)老師的悉心指導(dǎo)，同學(xué)之間的相互討論，查閱大量的相關(guān)資料，都一一迎刃而解。充分發(fā)揮了我們?cè)O(shè)計(jì)小組的團(tuán)隊(duì)精神。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，高空作業(yè)機(jī)構(gòu)的第一節(jié)桅柱作為起重機(jī)構(gòu)的基本臂，兩機(jī)構(gòu)的動(dòng)作又相互獨(dú)立。在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，各個(gè)動(dòng)作由不同的執(zhí)行元件來(lái)控制。同時(shí)又在系統(tǒng)中加入安全控制部分，例如安全閥的加入，當(dāng)回路中壓力過(guò)大時(shí)可使油液溢流，使整個(gè)系統(tǒng)中壓力維持恒定。手動(dòng)換向閥的加入，在系統(tǒng)油路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以直接按動(dòng)手柄切斷油路，使機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，防止事故的發(fā)生。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也很好地鍛煉了我獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。關(guān)鍵是掌握了獨(dú)立思考問(wèn)題的方法，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下熟悉了獨(dú)立進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的全過(guò)程以及設(shè)計(jì)過(guò)程中如何解決碰到的難題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)碰到書(shū)本上推薦的理論數(shù)據(jù)與工廠里實(shí)際應(yīng)用不符合，這時(shí)候就必須理論聯(lián)系實(shí)際綜合考慮實(shí)際的應(yīng)用性進(jìn)行合理的選擇，在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了任何一個(gè)因素都可能對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大影響甚至導(dǎo)致失敗，而為以后走上工作崗位成為一名優(yōu)秀的工程技術(shù)人員奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。后 記 本課題的設(shè)計(jì)研究工作自始自終是在導(dǎo)師蔣紅旗老師精心指導(dǎo)下完成的，字里行間凝聚著老師的智慧和心血。老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和活躍的學(xué)術(shù)思想使我受益匪淺。給我的學(xué)習(xí)、生活以很大的影響，使我終生難忘，并將永遠(yuǎn)激勵(lì)我?jiàn)^發(fā)向上。值此，本人向恩師蔣紅旗老師致以最崇高的敬意和最誠(chéng)摯的感謝！最后感謝所有關(guān)心、支持、幫助本人的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、老師和同事！感謝各位專(zhuān)家教授，謝謝你們閱讀本文，殷切期待你們的批評(píng)和指出！ 感謝我們小組的其他同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)給予我的幫助！感謝給予我?guī)椭钠渌蠋熀屯瑢W(xué)們！感謝大學(xué)四年來(lái)，所有教導(dǎo)過(guò)我、鼓勵(lì)過(guò)我、幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們！ 參 考 文 獻(xiàn)[1].周秋等,現(xiàn)代工程機(jī)械應(yīng)用技術(shù)，國(guó)防科技人學(xué)出版社，2001年。[2].單斗液壓挖掘機(jī)第二版、同濟(jì)大學(xué)主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社1986年12月。 [3].曹善華等,單斗挖掘機(jī)，機(jī)械工業(yè)出版社，1989年11月。[4].機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì),機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4,機(jī)械工業(yè)出版社,2004年8月。[5].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1994年10月。[6].西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理教研室編，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，1984年。[7].芮豐1YM128 型自動(dòng)卷染機(jī)液壓比例系統(tǒng)液壓氣動(dòng)與密封,1999(6)。[8].陳忠強(qiáng),芮豐1 A10VSO 變量泵節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用流體傳動(dòng)及控制,2004(6)。[9].何存興,液壓元件華中工學(xué)院，機(jī)械工業(yè)出版社，1984年10月。[10].黎啟柏等：液壓元拌手冊(cè)，冶金工業(yè)出版社，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年。[11].機(jī)械工程師手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年5月。[12]. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì),機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3,機(jī)械工業(yè)出版社,2004年8月。[13].王積偉等，液壓與氣壓傳動(dòng)第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年。 [14].陳強(qiáng)業(yè)、苗臻光,工程機(jī)械，機(jī)械工業(yè)出版社，1993。[15].唐經(jīng)世，1996。[16].劉希平，工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，1990。[17].機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì),機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1,機(jī)械工業(yè)出版社,2004年8月。[18].邱宣懷主編，機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版），高等教育出版社，2004年五月。附外文翻譯（譯文）高等教育新聞和SpringerVerlag 2006 年平行數(shù)字控制機(jī)床的制造業(yè)工序的運(yùn)動(dòng)仿真以提高平行工作母機(jī)的研究狀態(tài)為目的, 本文介紹一個(gè)6－SPS結(jié)構(gòu)的平行機(jī)器而且解釋申請(qǐng)?jiān)谥圃鞓I(yè)程序中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的意義。 微軟C++ 應(yīng)用編程接口功能處理三維圖形處理庫(kù)的方法來(lái)發(fā)展仿真軟件。數(shù)據(jù)流程被呈現(xiàn)。最后，一個(gè)奇數(shù)葉雙曲面體的仿真申請(qǐng)被運(yùn)行在制造業(yè)的程序之前。 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真展示蹤影計(jì)劃理論基礎(chǔ)制造業(yè)指導(dǎo)的可行性。關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真, 平行數(shù)字控制機(jī)器, 制造工序, 運(yùn)動(dòng)軌跡1 介紹平行數(shù)字控制機(jī)床, 也可稱(chēng)為多軸數(shù)字控制機(jī)床，虛擬的機(jī)器工具和平行的機(jī)械手,是以一個(gè)新穎的非線性工具為基礎(chǔ)的非線性斯圖爾特機(jī)制而且不同于傳統(tǒng)的線工具。在過(guò)去的十年里, 工具已經(jīng)受到很多研究員的注意，并且它的發(fā)展和申請(qǐng)取得了很多進(jìn)步 [1,2]. 在這期間，平行數(shù)字控制母機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真系統(tǒng)也已經(jīng)被發(fā)展成實(shí)用的工具而且在平行數(shù)字控制機(jī)床的設(shè)計(jì)和研究中扮演一個(gè)很重要的角色。運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真現(xiàn)在已經(jīng)在工具設(shè)計(jì)的許多方面被應(yīng)用。 舉例來(lái)說(shuō), 它有能探究空間目標(biāo)而且搜尋終點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)。 它也能檢測(cè)有效的計(jì)劃路徑。此外，能通過(guò)實(shí)時(shí)的碰撞校合和數(shù)字控制機(jī)床的干涉來(lái)確保整個(gè)生產(chǎn)單位的安全[3].在仿真系統(tǒng)的發(fā)展上有許多文章。 大部份這些在一個(gè)現(xiàn)有的模擬制度上被很快地申請(qǐng)構(gòu)造, 但是也帶來(lái)一些問(wèn)題: 極大的發(fā)展投資和不可實(shí)行的申請(qǐng)?jiān)谧杂傻膹挠?jì)劃模擬的特征物體痕跡。在提及中與收據(jù)控制機(jī)器工具申請(qǐng)平行, 本文介紹利用發(fā)展方法微軟C++ 應(yīng)用編程接口功能處理三維圖形處理庫(kù)的方法來(lái)發(fā)展運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的發(fā)展方法。2 一種6－SPS 平行數(shù)字控制機(jī)床的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示, O－XYZ是基礎(chǔ)平臺(tái)靜態(tài)坐標(biāo)和P′－X ′ Y ′ Z ′是移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)坐標(biāo)。 依照相反的運(yùn)動(dòng)學(xué)的模型:Ij=P+PjA?Bj (1)Ij是矢量方向，P是從移動(dòng)坐標(biāo)起點(diǎn)到靜態(tài)坐標(biāo)起點(diǎn)。Pj 是從移動(dòng)坐標(biāo)中心點(diǎn)到移動(dòng)坐標(biāo)起點(diǎn)的矢量。 Bj 是從靜態(tài)坐標(biāo)的起源點(diǎn)到連接處中央點(diǎn)的矢量。 A是變化矩陣, 也叫做方向余弦點(diǎn)矩陣。在過(guò)去的十年里, 斯圖爾特坐標(biāo)的研究已經(jīng)受到很多的注意并且已經(jīng)應(yīng)用在像射擊模擬器這樣的廣泛的各式各樣的設(shè)備，平行的機(jī)械手操作者，工作母機(jī)被應(yīng)用,六個(gè)自由度坐標(biāo)測(cè)量裝置。在過(guò)去十年, Stewart 平臺(tái)研究有受到的很多注意和被申請(qǐng)了在a 設(shè)備廣品種, 譬如飛行防真器, 平行的機(jī)器人操作器, 機(jī)械工具, 六程度自由同等的測(cè)量設(shè)備。以實(shí)際條件下，一種6－SPS 平行數(shù)字控制機(jī)床的結(jié)構(gòu)是基于斯圖爾特坐標(biāo)而且有一些潛在的有利的指向。譬如簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu), 更高的剛度, 更重的裝貨能力, 更加穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)學(xué)物產(chǎn)。圖1 6SPS 結(jié)構(gòu)和矢量描述。 一個(gè) 6－ SPS 的平行數(shù)字控制工具描繪略圖 b. 2. 總體連接 圖2 模擬系統(tǒng)的主要界面3 制造業(yè)模擬仿真的重要性6－SPS 平行數(shù)字控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)被它自己結(jié)構(gòu)特性所限制:各條支架的長(zhǎng)度限制姿勢(shì)和位置。球形輔助大量的搖擺角度極限。因此，平行工作母機(jī)的銳利工具一定被放置進(jìn)特定的工作空間。 然而, 當(dāng)制造的時(shí)候從復(fù)雜的表面的部份釋放, 它難以確定銳利的工具是否安全地放置進(jìn)了工作空間，而且無(wú)論制造業(yè)的代碼是不是錯(cuò)誤的,不完全的或不合理的。代碼確認(rèn), 包括格式的檢查，整體的檢查, 合理的檢查，而且在制造工序開(kāi)始之前完成系統(tǒng)的仿真。 制造業(yè)程序被模擬保證數(shù)字控制程序無(wú)錯(cuò)誤和有能力完成已定路線。 顯然地，所有這些程序?qū)ζ叫袡C(jī)工具的產(chǎn)品的實(shí)際重要性。4 仿真軟件設(shè)計(jì)的原則仿真軟件依照2000窗口下面的C++開(kāi)放式繪圖介面依照模組設(shè)計(jì)的原則。依照模組設(shè)計(jì)的原則, 系統(tǒng)發(fā)展使用物體定向規(guī)畫(huà)技術(shù)確定模塊化系統(tǒng)和不聯(lián)系系統(tǒng)的構(gòu)成。確保系統(tǒng)的安全性和再現(xiàn)性,所有的核心組件使用成份物體模型和數(shù)據(jù)在系統(tǒng)組件之間的溝通以那為基礎(chǔ)溝通成份口。 輸入來(lái)源計(jì)劃模擬的痕跡是銳利的工具姿勢(shì)文件,包括銳利工具的笛卡爾坐標(biāo)點(diǎn)和銳利工具的正常矢量。依照一個(gè)線性模仿和時(shí)間直線性，模擬運(yùn)行過(guò)程。在模擬程序不超越任何的被限制的情況的環(huán)境之下，運(yùn)動(dòng)軌跡文件將會(huì)生產(chǎn)被實(shí)際使用需要的那些腿的延長(zhǎng)量的文件。系統(tǒng)仿真界面的主要界面被顯示,如圖 2所示。 一些主要功能選項(xiàng)被列出, 像是運(yùn)動(dòng)軌跡編程，仿真和延長(zhǎng)支架, 等等。主要的視野框架是一個(gè)三維的(3D立體) 并行機(jī)工具的堅(jiān)固模型。在主要視野框架的正確區(qū)域上, 三個(gè)副框架從頂端到底部被放置, 分別地用來(lái)觀察控制視覺(jué)的角度并且表示刀的姿勢(shì)位置的叁數(shù)和那些支架的延長(zhǎng)量。制造過(guò)程的模塊仿真系統(tǒng)被顯示在圖3 。二個(gè)核心模塊是蹤影計(jì)劃程序模塊和制造業(yè)處理仿真模塊。前者用軌跡追蹤歸檔來(lái)提出對(duì)應(yīng)的切割工具位置文件。 后者輸入切割工具位置文件模仿制造過(guò)程。圖3 6SPS平行數(shù)字控制機(jī)械工具制造業(yè)結(jié)構(gòu)處理模仿系當(dāng)動(dòng)態(tài)仿真開(kāi)始初始化, 文件格式模塊打開(kāi)追蹤，計(jì)劃文件并且核對(duì)文本數(shù)據(jù), 接著配置系統(tǒng)數(shù)據(jù)。 在檢查工具根據(jù)數(shù)據(jù)的有效性以后, 系統(tǒng)根據(jù)切削刀具軌跡路線開(kāi)始執(zhí)行制造過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真。在這個(gè)過(guò)程期間, 系統(tǒng)只檢查工作空間的安全性。只要存在約束條件。系統(tǒng)便會(huì)激活相應(yīng)的判斷功能并執(zhí)行相應(yīng)的行動(dòng)。于是自動(dòng)發(fā)出警告來(lái)通知用戶(hù)發(fā)生了什么故障以及出現(xiàn)了什么錯(cuò)誤。為了模仿實(shí)際制造過(guò)程, 一個(gè)真正三維對(duì)象的參量必須和實(shí)際對(duì)應(yīng)的機(jī)械加工刀具的參數(shù)一致。所有這數(shù)據(jù)由系統(tǒng)訪問(wèn)并且配置在參量配置模塊中。這些數(shù)據(jù)代表 6SPS 的實(shí)際尺寸, 譬如靜態(tài)工作臺(tái)上六個(gè)連接中心的絕對(duì)坐標(biāo)值, 相對(duì)移動(dòng)框架內(nèi)，動(dòng)態(tài)工作臺(tái)上六點(diǎn)球體聯(lián)結(jié)中心的坐標(biāo)值，支架的最初長(zhǎng)度，刀柄的直徑和長(zhǎng)度，球頭半徑等。檢查模塊的作用是檢查追蹤數(shù)據(jù)的可靠性，并且確定切削刀具的位置是否在工作范圍內(nèi)。切削點(diǎn)坐標(biāo)和常矢量方向余弦之間的關(guān)系由方程1決定。根據(jù)方程1可以計(jì)算移動(dòng)工作臺(tái)的參數(shù)，包括六個(gè)球體聯(lián)結(jié)中心的坐標(biāo)，之后計(jì)算六個(gè)支架的長(zhǎng)度，圖4顯示了數(shù)據(jù)流程圖。加工過(guò)程仿真模塊的輸入源是切削刀具追蹤文件。這個(gè)文件包括 (X 、Y 、Z) 位置點(diǎn)以及刀具切削(a, b, c)的信息,此處 X, Y, Z 是切削刀具點(diǎn)的位置坐標(biāo)，a, b, c 是可以以三種方向余弦表示的形式。系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)裝載到數(shù)據(jù)緩沖器，然后交換兩個(gè)緩沖器。這樣加工過(guò)程能夠動(dòng)態(tài)的顯示出來(lái)。圖5表示了動(dòng)態(tài)仿真的數(shù)據(jù)流程圖。圖4數(shù)據(jù)流程圖圖5 動(dòng)態(tài)仿真數(shù)據(jù)流程圖控制文件, 也稱(chēng)做實(shí)用加工制造文件，是數(shù)控代碼的驅(qū)動(dòng)文件，總之，追蹤文件是一個(gè)含有追蹤平面信息的臨時(shí)中轉(zhuǎn)文件。在檢查追蹤文件后，能夠保證可靠性和正確性。完成動(dòng)態(tài)仿真后，能夠證明追蹤銑削平面的合理性。然而，實(shí)際加工過(guò)程需要實(shí)用加工控制文件。根據(jù)相應(yīng)的機(jī)床刀具的控制要求。文件格式I/O檢查模塊產(chǎn)生的PMC文件和追蹤文件一致。圖6顯示了PMC推理流程圖，此處是靜態(tài)參數(shù)。圖6 PMC推理流程圖追蹤計(jì)劃模塊是加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真的代碼模塊。選擇好實(shí)際零件表面后，模塊產(chǎn)生切削刀具追蹤計(jì)劃文件。設(shè)置步驟如下：選擇追蹤類(lèi)型。輸入?yún)?shù)，設(shè)置追蹤順序，如此相應(yīng)的直線模式，邊界線模式等等。 設(shè)置追蹤順序，譬如，相應(yīng)的直線模式，邊界線模式等等。在所有必需的參數(shù)值設(shè)置好后,模塊根據(jù)插補(bǔ)精度和方程式1計(jì)算出特定表面的離散點(diǎn)坐標(biāo)值。這些數(shù)據(jù)通過(guò)圖7所示的特定的數(shù)據(jù)格式寫(xiě)入追蹤文件。圖7特定數(shù)據(jù)格式5 單葉雙曲面仿真 單葉雙曲面是一種典型的復(fù)雜曲面。其方程是 （2）式中。 仿真步驟如下：設(shè)置追蹤類(lèi)型，輸入所需參數(shù)，比如速度，插補(bǔ)周期，切削刀具刀柄長(zhǎng)度。然后單擊追蹤、創(chuàng)造文件菜單產(chǎn)生追蹤文件，如圖9所示，在核實(shí)文件可靠性后，單擊按鈕開(kāi)始加工過(guò)程仿真。同時(shí)系統(tǒng)從緩沖器得到數(shù)據(jù)并顯示位置，狀態(tài)，支架的長(zhǎng)度。如果追蹤文件有錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)檢查錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)檢查錯(cuò)誤并顯示信息來(lái)告知錯(cuò)誤類(lèi)型和位置。6 個(gè)結(jié)論總之, 由于非線性關(guān)系，相信加工工具的動(dòng)態(tài)控制更加復(fù)雜，為了維護(hù)加工過(guò)程的安全，在實(shí)際加工過(guò)程之前。測(cè)量與控制代碼必須由仿真系統(tǒng)檢查。而且，追蹤文件的合理性可由仿真系統(tǒng)證明出。 在加工過(guò)程中對(duì)單葉雙曲面應(yīng)用仿真使，如果追蹤文件會(huì)有錯(cuò)誤，系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤以避免任何故障，這種應(yīng)用表明了仿真系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。外文原文（pdf格式） 附件圖紙液壓系統(tǒng)圖單桿活塞式液壓缸GKZ高空作業(yè)車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)徐 州 師 范 大 學(xué)開(kāi)題報(bào)告及工作實(shí)施計(jì)劃院 系　 專(zhuān) 業(yè) 年級(jí) 、 班級(jí) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 開(kāi)題報(bào)告日期 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目GKZ高空作業(yè)車(chē)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)研 究 方 向課 題 來(lái) 源國(guó)家部委省市廠礦自選備注√課 題 類(lèi) 型理論研究應(yīng)用研究工程技術(shù)跨學(xué)科研 究其他√一、 課題綜述及研究意義高空作業(yè)車(chē)作為一種工程機(jī)械設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用在船舶、建筑、市政建設(shè)、消防、港口等行業(yè)，有著廣闊的