数控曲面切割路径生成算法研究

本文针对Loop曲面的切割问题,提出了一种基于分层细节的曲面切割路径生成算法.该算法对复杂曲面的切割过程分两步,第一步生成一个粗筛网覆盖复杂曲面,对复杂曲面进行粗切割.第二步在粗切割的基础上,设计了精细切割算法,采用球头铣刀完成精细切割过程.在丽步切割路径生成过程中,使用z-map模型避免了切割过程中干扰和误差修正的影响.最后对设计的数控切割路径算法进行了实验测试,测试结果表面本文设计的两步切割路径生成算法能够适应大部分复杂曲面的自由切割要求.     

融合图切割和聚类算法的鲁棒自适应道路跟踪

维道路跟踪是移动机器人视觉导航的关键任务之一.由于室外道路环境的复杂性,使得鲁棒连续的基于二维图像序列的道路跟踪仍然是个挑战性任务.本文提出一种基于改进图模型的自适应道路跟踪算法,利用基于边缘置信度的均值偏移算法,将图像划分为具有准确边界的若干同质区域,以这些区域为结点构建改进图模型,然后根据道路/非路模型统计信息,采用Graph Cut方法获得最终的二值图.该算法将Graph Cut和均值偏移方法有效融合,以克服各自缺点,并通过道路/非路模型自更新使得该算法可有效适应室外环境下复杂场景变化.实验结果表明,该算法在复杂道路环境下具有很好的性能,且适合快速运算的应用要求.     

基于STL文件的激光切割切口自动识别算法研究

随着板材多轴激光切割技术的广泛应用,快速、准确地识别板材上的切口形状将有效提高板材激光切割的工作效率。因此,根据板材五轴激光切割技术的特点,鉴于STL文件的诸多良好特性,提出了基于STL文件的凸型板材模型切口形状的自动识别算法,并利用Visual C＋＋6.0平台、C＋＋语言和OpenGL进行了可行性验证。算法实例表明,该算法简单有效。     

基于数控切割工艺的单一零件优化排料

分析了在有限长、宽的整体板料上对单一零件优化排样的方法、步骤及其关键技术,总的目标是在单张板料上排放尽可能多的零件;提出了基于数控切割工艺的优化排样算法,给出并分析了算法运行实例.     

产品回收过程中最大收益的确定

基于产品零部件之间的连接关系 ,建立了产品拆卸逻辑网络图表示模型 ,阐述了层次回收法的思想 ,针对拆卸多方案问题 ,提出了逆向切割算法和最优拆卸路径生成算法 ,并在此基础上讨论了产品最大回收收益的计算方法。最后以驱动桥为例 ,验证了本方法的正确性。     

EPS的STL模型连续热切割技术加工研究

基于STL(标准模板库)模型投影轮廓的连续切割技术对EPS(聚苯乙烯)建筑模型加工进行研究,提出了分组矩阵切片算法,并在每组中建立局部拓扑关系提高分层切片的效率,结合截面轮廓求并算法,应用于投影轮廓连续切割技术,解决了非对称曲面在加工过程中与热丝的干涉难题。开发出基于STL模型投影轮廓轨迹的自动编程系统,以此作为软件平台结合五自由度建筑初模的数控热切割加工装置的硬件设施,实现了建筑模型加工。实验结果表明,该系统能高效、准确加工出所设计的建筑模型。     

基于ObjectARX及改进贪心遗传算法的切割路径优化

为了缩短割炬加工零件时间,利用图论中旅行商问题模型提出了一种改进的贪心遗传算法,并将其利用ObjectArx在AutoCAD平台上实现.该算法从加工轮廓中提取特征点作为旅行商问题的城市,采用贪心交叉方式作为交叉准则、二点异位方式作为变异准则、颠倒变异与交叉的顺序,并利用轮盘赌选择父辈.该算法利用轮盘赌原理优化了第一座城市的选择,经实例仿真验证具有很好的效果,可以显著减少空行程,达到节约时间及成本的目的.     

一种基于信息素传递的GIS网格任务处理算法

本文在分析蚁群算法模型缺陷的基础上,提出一种与真实蚁群系统更加相符的基于信息素传递的蚁群算法,并提出了一种适合该算法的任务分配网格模型,该网格模型能对GIS海量数据进行有效的处理.并进行实验分析验证了其独特的效果.     

自动玻璃切割机排样优化算法设计与实现

介绍了在自动玻璃切割机中如何构建一种效率高、计算速度快和效果好的排样优化算法,使玻璃下料利用率得到较大幅度的提高.此外还对玻璃切割优化系统的基本原理进行了详细介绍,并给出了一个排样实例计算玻璃用量.     

基于TOC和IA的能力受限产品组合优化

针对现有产品组合优化研究仅考虑自制资源能力限制、未考虑外包资源能力限制的问题,建立了能力受限产品组合优化的数学模型,并进行了模型分析和比较,得出了能力受限模型优化解的特征,为进一步构建仿生算法奠定了基础.应用免疫算法和约束理论构建了仿生算法-IA_TOC_Ⅲ,通过相应变通处理可用IA_TOC_Ⅲ算法求解考虑自制/外包情形的所有模型.通过对单/多瓶颈算例的仿真,IA_TOC_Ⅲ仿生算法在合理时间内得到了大、小规模产品组合决策的优化解.通过与已有算法的比较,验证了本模型和算法的有效性和实用性.     

基于改进遗传算法的切削参数优化方法研究

分析了常用遗传算法选择算子的不足,发现没有能够有效避免局部最优解产生的选择算子。针对这一问题提出了改进的选择算子——自适应选择方法。利用改进的自适应选择遗传算法对船用柴油机关键件铣削参数进行了优化,建立了优化过程的数学模型,并通过计算机语言编程实现。分别采用4种选择算子对铣削参数进行优化。对优化结果进行对比分析,所提出的自适应选择算子的计算精确性和有效避免局部最优解的能力表明,该优化方法是科学有效的。     

面向切削数据进化的优化技术

通过对现有切削数据库存在的不足之处的分析,提出了切削数据进化的概念,以切削数据优化算法模型为研究对象,通过对约束条件以及目标函数的研究,将切削参数进化的概念引入了切削参数优化模型当中。为此,设计了切削参数进化数据库系统来实现数据进化功能,扩展了切削数据库的功能。     

基于热四极法的涂层刀具切削温度分布研究

为研究涂层在切削过程中对刀具温度分布的影响,建立了涂层刀具的三维瞬态热传导分析模型,发展了基于热四极法的切削过程涂层刀具三维温度场求解算法,得到了涂层刀具的瞬态温度分布。研究了涂层厚度、热对流以及界面热阻对涂层刀具切削温度分布的影响,为切削加工中涂层厚度的确定、切削液的选择以及涂层刀具的失效诊断提供了理论依据。     

基于有限元仿真的高速干式切削立铣刀切削温度研究

基于传热学和金属切削理论,在热源法的基础上,建立了高速干式铣削时立铣刀温度场的数学模型;利用有限元软件ANSYS,分析了立铣刀在不同切削工况下温度场的变化规律,推导出了立铣刀平均切削温度的经验公式,以及切削温度与切削用量的关系。     

Improved analytical model for residual stress prediction in orthogonal cutting

The analytical model of residual stress in orthogonal cutting proposed by Jiann is an important tool for residual stress prediction in orthogonal cutting. In application of the model, a problem of low precision of the surface residual stress prediction is found. By theoretical analysis, several shortages of Jiann’s model are picked out, including: inappropriate boundary conditions, unreasonable calculation method of thermal stress, ignorance of stress constraint and cyclic loading algorithm. These shortages may directly lead to the low precision of the surface residual stress prediction. To eliminate these shortages and make the prediction more accurate, an improved model is proposed. In this model, a new contact boundary condition between tool and workpiece is used to make it in accord with the real cutting process; an improved calculation method of thermal stress is adopted; a stress constraint is added according to the volume-constancy of plastic deformation; and the accumulative effect of the stresses during cyclic loading is considered. At last, an experiment for measuring residual stress in cutting AISI 1045 steel is conducted. Also, Jiann’s model and the improved model are simulated under the same conditions with cutting experiment. The comparisons show that the surface residual stresses predicted by the improved model is closer to the experimental results than the results predicted by Jiann’s model.     

异型石材复杂曲线锯切加工算法研究

在分析18种异型曲线锯切加工算法的基础上,提出针对内弧线段、外弧线段和过渡线段的运动控制算法,确定过切判断和干涉检验的基准法则,提出异型曲线锯切加工工艺算法编制的一般流程。以此为依据开发的异型曲线锯切加工工艺系统,能够对复杂曲线进行锯切加工路径的编制,实际加工表明该算法有效。     

基于人工神经网络方法的切削用量智能选择系统

介绍了BP神经网络的建模方法和算法 ,提出了采用神经网络方法进行切削用量选择的智能系统。试验表明 ,运用神经网络方法确定切削用量具有可行性     

基于进化神经网络的刀具寿命预测

为预测道具寿命,引入人工神经网络技术,建立了刀具寿命预测神经网络模型,同时对切削参数进行优化选择.在刀具寿命预测中,针对反向传播算法存在收敛速度慢、容易陷入局部极小值及全局搜索能力弱等缺陷,采用遗传算法训练反向传播神经网络,设计了进化神经网络的学习算法.实验和仿真结果表明:基于进化计算的反向传播神经网络可以克服单纯使用反向传播网络易陷入局部极小值等难题,刀具寿命的预测精度较高,从而为刀具需求计划制定、刀具成本核算,以及切削参数制定提供理论依据,节约了制造执行系统中的生产成本.     

考虑刀杆柔性的球头铣刀切削力模型的研究

建立了球头铣刀切削力模型，并基于刀具弹性变形模型及刀具避让的切屑厚度数学表达式，建立了切屑厚度与刀具变形量、刀具切削参数之间的数学关系，并提出了切削力收敛算法。最后，通过切削实验对切削力模型进行了验证。     

考虑切削力干扰的多轴联动伺服系统仿真分析

基于机床伺服系统性能分析需求,建立了X轴、Y轴的伺服控制系统模型。在此模型的基础上,将四象限插补算法引入到控制系统模型的仿真中,研究了多轴联动情况下PID参数对圆弧插补指令偏差的影响。考虑加工过程中切削力因素的影响,将加工过程中采集的实际力信号添加到多轴联动仿真模型中。仿真结果表明：实际的切削力因素对控制系统特性的影响显著,在PID参数优化时考虑实时切削力的影响具有一定必要性。