基于遗传算法的柔性铰链参数优化设计

柔性铰链作为导向机构在快速刀具伺服装置中得到广泛的应用,柔性铰链的结构参数设计是快速刀具伺服装置设计中的重要部分。针对三自由度串联式快速刀具伺服装置中柔性铰链导向机构设计,提出了基于遗传算法的柔性铰链参数优化设计方法。首先,根据三自由度快速刀具伺服装置工作时的运动特征,建立动力学模型;然后根据精密加工过程中柔性铰链作为三自由度快速刀具伺服装置导向机构应具备的要求,建立使柔性铰链3个方向刚度最大的目标函数以及约束条件;最后运用遗传算法优化设计柔性铰链,得到最优柔性铰链结构参数。     

三自由度串联式快速刀具伺服刀架的研究

快速刀具伺服金刚石车削被认为是针对光学自由曲加工方法中非常有发展潜力的超精密加工技术。针对目前三自由度快速刀具伺服刀架在X、Y、Z3个方向上存在运动耦合、导致在刀具路径规划困难以及影响刀具使用寿命的问题,提出一种新型三自由度串联式快速刀具伺服刀架,通过将X、Y、Z3个方向的运动串联,避免了X、Y、Z 3个方向运动解耦困难;通过分析三自由度快速刀具伺服刀架应具备的要求,确定柔性铰链截面形状、材料以及尺寸;运用ANSYS对该三自由度串联式快速刀具伺服刀架进行有限元分析,得到X、Y、Z3个方向柔性铰链最大应力均远小于材料的许用应力,前6阶振型共振频率远高于伺服刀架的工作频率。结果表明,该刀架满足实际车削过程中的内应力和共振频率要求。