假肢接受腔计算机辅助制造系统
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摘要
假肢接受腔是假肢中最重要和最关键的部件，它是连接残肢与假肢的腔体部件，接受腔制作的成功与否将影响整个假肢的功能。为了提高假肢接受腔的性能和制作成功率，本文在接受腔的计算机辅助制造和虚拟制造方面进行了研究和设计。
本文首先回顾了当前假肢接受腔计算机辅助制造系统的发展概况，国内传统的假肢接受腔制作技术已经远落后于发达国家如德国、美国，自主开发假肢接受腔CAM系统可以降低设备的成本，进而降低假肢接受腔的制作成本，符合我国的国情。接着介绍了假肢接受腔CAM系统的组成，并针对各组成部分的功能分别进行了阐述，包括计算机辅助工艺规程设计在假肢接受腔制作中的应用、假肢接受腔计算机数控加工系统的组成以及加工自动编程的实现。计算机辅助工艺规程设计是机械制造准备过程中一项重要内容，本文采用了交互式CAPP系统。针对假肢接受腔的制作特点，选择数控机床伺服系统的控制方式为开环控制，并采用研华运动控制卡控制三个步进电机的进给，控制卡的库文件可以实现三轴联动功能。最后提出了接受腔虚拟加工的设计方案，在计算机显示器上仿真了接受腔的加工过程和刀具的运动轨迹，进一步保证了接受腔制作加工的准确性，降低了成本，是假肢接受腔制作的又一突破和创新。
The prosthetic socket is the most important and important crucial parts in prosthetic, and it is the cavity that joins residual limb and prosthetics. Whether or not can be manufactured successfully will affect the entire function of prosthetics. To increase prosthetics performance and success ratio of the making, this paper researches and designs the computer aided manufacturing (CAM )and virtual manufacturing(VM) of the prosthetic socket.
This paper firstly recalls the current situation of the prosthetic socket CAM system. Because the domestic traditional socket produce technology has got behind developed country such as Germany and American, it accords with the situation of our country to develop the prosthetic socket CAM system independently so that it reduces the cost of equipment and socket produce cost. Then the paper introduces composition of the prosthetic socket CAM system and illuminates the every part function that include application of computer aided process planning (CAPP) for manufacturing the prosthetic socket, the composition of prosthetic socket computer numerical control (CNC) system and reality of machining programming automatically. CAPP is the important part in course of manufacturing layout. The paper adopts CAPP system in alternate style.According to characteristic of the prosthetic socket, the open loop control way is used in the servo system and the ADVANTECH 3-axis high speed stepping motor control card is selected t
o control three stepping motor's gain. The library file of control card can realize the 3-axis linkage.At the end of the paper the scheme about socket virtual machining is put forward, which simulates the process of socket machining and the move locus of tool in the screen. It further guarantees the machining accuracy, reduces the cost and is the another innovation and breakthrough for the prosthetic socket manufacturing.
本文首先回顾了当前假肢接受腔计算机辅助制造系统的发展概况，国内传统的假肢接受腔制作技术已经远落后于发达国家如德国、美国，自主开发假肢接受腔CAM系统可以降低设备的成本，进而降低假肢接受腔的制作成本，符合我国的国情。接着介绍了假肢接受腔CAM系统的组成，并针对各组成部分的功能分别进行了阐述，包括计算机辅助工艺规程设计在假肢接受腔制作中的应用、假肢接受腔计算机数控加工系统的组成以及加工自动编程的实现。计算机辅助工艺规程设计是机械制造准备过程中一项重要内容，本文采用了交互式CAPP系统。针对假肢接受腔的制作特点，选择数控机床伺服系统的控制方式为开环控制，并采用研华运动控制卡控制三个步进电机的进给，控制卡的库文件可以实现三轴联动功能。最后提出了接受腔虚拟加工的设计方案，在计算机显示器上仿真了接受腔的加工过程和刀具的运动轨迹，进一步保证了接受腔制作加工的准确性，降低了成本，是假肢接受腔制作的又一突破和创新。
The prosthetic socket is the most important and important crucial parts in prosthetic, and it is the cavity that joins residual limb and prosthetics. Whether or not can be manufactured successfully will affect the entire function of prosthetics. To increase prosthetics performance and success ratio of the making, this paper researches and designs the computer aided manufacturing (CAM )and virtual manufacturing(VM) of the prosthetic socket.
This paper firstly recalls the current situation of the prosthetic socket CAM system. Because the domestic traditional socket produce technology has got behind developed country such as Germany and American, it accords with the situation of our country to develop the prosthetic socket CAM system independently so that it reduces the cost of equipment and socket produce cost. Then the paper introduces composition of the prosthetic socket CAM system and illuminates the every part function that include application of computer aided process planning (CAPP) for manufacturing the prosthetic socket, the composition of prosthetic socket computer numerical control (CNC) system and reality of machining programming automatically. CAPP is the important part in course of manufacturing layout. The paper adopts CAPP system in alternate style.According to characteristic of the prosthetic socket, the open loop control way is used in the servo system and the ADVANTECH 3-axis high speed stepping motor control card is selected t
o control three stepping motor's gain. The library file of control card can realize the 3-axis linkage.At the end of the paper the scheme about socket virtual machining is put forward, which simulates the process of socket machining and the move locus of tool in the screen. It further guarantees the machining accuracy, reduces the cost and is the another innovation and breakthrough for the prosthetic socket manufacturing.
引文
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[6]宁汝新，赵汝嘉，欧宗瑛．CAD/CAM技术．北京：机械工业出版礼，2001年6月．1-34，115-151
[7]杨岳等．CAM技术与应用．北京：机械工业出版社，1996年9月．1-39，66-98，128-169
[8]蔡颖，薛庆，徐弘山．CAD/CAM原理与应用．北京：机械工业出版社，1998年8月．160-195
[9]李德庆，吴锡英．计算机辅助制造．北京：机械工业出版社，1991年6月．1-81，157-167
[10]孙文焕．计算机辅助设计和制造技术．西安：西北工业大学出版社，1994年
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