浅谈球头铣刀加工曲面时刀具路径的优化

文章首先分析了球头铣刀的铣削参数和铣削方式,其次,以平行走刀精加工刀具路径为例,从行距、步长、曲面分区加工、切入点和切出点确定、行间和层间附加圆滑转接等方面对刀具路径的优化进行了较详细的说明,文章结论对加工复杂的模具曲面有一定的指导意义.     

一种新型混合优化算法在机器人路径规划中的应用

针对模拟退火算法收敛速度慢这一缺点，提出了一种基于模拟退火算法和复合形法相结合的新型混合优化算法，并成功应用于机器人神经网络路径规划中。该算法不仅继承了模拟退火算法能得到全局最优解的优点，又能搜索到理想的下降方向，提高了算法的收敛速度。仿真实验研究表明：这种新型混合优化算法，计算简单，收敛速度快，初值鲁棒性好。     

考虑节能条件下的自由曲面加工刀具路径优化研究

在数控加工过程中不同的刀具路径所产生的能耗和加工效率不同,为了降低自由曲面在数控加工过程中的能耗,提高加工效率,从节能和高效率两个方面对刀具路径进行优化。建立以节能和高加工效率为优化目标,以主轴转速、每齿进给量、径向切削深度、轴向切削深度和机床设备性能为约束条件的刀具路径数学模型。分析待加工自由曲面的面曲率和残余高度,对加工步长和行距进行合理计算,以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。为避免遗传算法过早陷入局部最优解,引入模拟退火算法对遗传算法进行改进,使用改进后的混合算法对自由曲面刀具路径进行优化。通过仿真加工和实验加工对比了优化路径与传统路径,结果证明了优化方法的有效性。     

孔群分类加工路径的优化算法

柔性钣金加工中心采用钻削或攻丝加工孔群时,为缩短刀具空走行程并提高孔群加工效率,针对孔群中圆孔需分类使用不同刀具加工问题,提出蚁群算法与贪心算法相结合的混合算法对孔群加工路径进行优化。该混合算法对同一种类孔群中的孔采用蚁群算法优化路径,不同种类孔群间的过渡应用贪心算法优化。通过在自主开发钣金刻铣加工CAD/CAM软件中,将所提出的混合算法与X向路径法、Y向路径法、贪心算法、蚁群算法进行实验对比。对分布无序的3类41个圆孔的孔群加工实验,结果表明:混合算法优化后路径长度比X向路径法优化后缩短42.84%,比Y向路径法优化后缩短48.93%,比贪心算法优化后缩短11.10%,比蚁群算法优化后缩短6.19%。由此可见,本文所提出的混合算法能够更有效缩短分类孔群加工路径,提高加工效率。     

硬质合金端铣刀的破损分析

铣削过程中,针对硬质合金端铣刀的破损形式采取相应措施,根据端铣削的最佳切削条件选择合理的工艺参数,可以有效地提高刀具寿命。     

基于蚁群算法的拐角插铣路径优化技术

对插铣在飞机整体框零件拐角加工中的应用进行了说明.针对拐角插铣加工路径规划问题,从工程实际中提取了优化模型,采用蚁群优化算法,对插铣路径进行了优化.通过优化前后的对比,验证了所建模型和优化算法的准确性和实用性.     

基于混合蚂蚁算法的网络资源均衡与优化

本文将具有强约束的网络资源均衡与优化问题转化为组合优化的最短路问题,利用遗传算法快速全局的搜索能力,生成初始解,并转化为网络的初始信息素分布.利用蚂蚁算法的正反馈特性,迅速收敛到问题的最优解.仿真表明取得了非常好的效果.     

基于蚁群算法的PCB孔加工路径优化

印制线路板(PCB)的孔加工是PCB生产过程的一个重要环节.为了提高PCB孔加工生产率,应使其加工路径尽量短些.运用了一种新型的算法——蚁群算法对其进行求解,优化PCB孔加工路径,通过实例计算,证明了新算法的有效性,取得了令人满意的结果.     

基于遗传蚁群混合算法的激光切割机路径优化

激光切割机的路径优化问题是激光切割行业的一个关键问题,针对其特点将其归纳为广义旅行商问题,利用改进的遗传蚁群算法来求解该问题。算法以时间距离最短为目标函数,对轮廓切割顺序及轮廓切割起始点同时进行优化。为了让算法所得解能够快速聚集在最优解附近而又不至于陷入局部最优解,利用遗传算法快速随机的全局搜索能力来产生蚁群算法初期的信息素分布,蚁群算法采用最大最小蚂蚁算法同时在其加入变异因子。仿真结果表明取得了非常好的效果。     

球头铣刀刀具姿态对铣削力影响的试验研究

试验研究了球头铣刀在不同刀具姿态下的铣削力影响规律,结果表明在采用球头铣刀进行铣削加工时,为了得到较小的铣削力,适宜采用前倾角+15°,侧倾角+15°这种刀具姿态.     

平头铣刀加工曲面的无干涉路径规划

分析了平头铣刀五轴加工中的刀具干涉问题,就刀具底面过切干涉和刀杆碰撞干涉提出了切实可行的检测算法及具体避免干涉的方法。给出了平头铣刀的无干涉路径规划。     

基于混合遗传算法的叶片偏角优化设计

为提高垂直轴变攻角水轮机的能量利用率,建立了叶片偏角变化规律的数学优化模型,以叶片偏角随位置角的变化为设计参数,以水轮机能量利用率为目标函数,采用遗传算法结合序列二次规划的方法进行优化计算,在此基础上得到最适合的叶片偏角变化规律.对摆线式水轮机在不同速比下的偏角进行优化,得到优化后的偏角规律,结果显示,水轮机在混合遗传算法优化后的偏角规律下,能量利用率较原摆线式水轮机相比有所提高.     

基于极坐标的空间曲线刀心轨迹算法与自动编程实现

介绍了鞋楦的造型方法和数控加工原理,分析了鞋楦加工的刀位计算原理和加工拟合误差,提出了一种基于极坐标的空间曲线的无干涉刀心轨迹生成方法,该算法有效地解决了加工中出现的欠切削及法矢干涉等问题以及在极坐标情况下自动编程所出现的特殊问题,本算法适于各种空间曲线的环切加工。     

基于遗传算法的三肢体功能仿生机器人步态能量优化

针对实验室研究设计的三肢体功能仿生机器人所要实现的基本行走功能而提出五种基本行走步态:平行交叉行走步态、翻转行走步态、高姿爬行行走步态、低姿爬行行走步态和两肢体行走步态。在分析了机器人运动学和动力学模型的基础上,给出了生成机器人基本行走步态各关节轨迹的计算方法。随后针对这五种基本行走步态提出一种以步行速度和能量消耗为目标函数的步态优化方法。该方法采用遗传算法进行优化,并通过最佳保留、对操作结果的取舍和动态调整变异概率三项措施有效地避免了其早熟的问题,得到了较为可靠的结果。最后提出嵌套优化的策略,在消耗时间相同的前提下,提高了遗传算法的计算精度。两组随机试验结果的对比表明了该嵌套优化策略有效地提高了优化结果的质量。     

ENVELOPING THEORY BASED METHOD FOR THE DETERMINATION OF PATH INTERVAL AND TOOL PATH OPTIMIZATION FOR SURFACE MACHINING

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＦｒｅｅｆｏｒｍｓｕｒｆａｃｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｅａｔｕｒｅｉｎｍａｎｙｅｎｇｉｎｅｒｉｎｇｐａｒｔｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｄｅｓｉｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｒｏ...     

ENVELOPING THEORY BASED METHOD FOR THE DETERMINATION OF PATH INTERVAL AND TOOL PATH OPTIMIZATION FOR SURFACE MACHINING

An enveloping theory based method for the determination of path interval in three-axis NC machining of free form surface is presented, and a practical algorithm and the measures for improving the calculating efficiency of the algorithm are given. Not only the given algorithm can be used for ball end cutter, flat end cutter, torus cutter and drum cutter, but also the proposed method can be extended to arbitrary milling cutters. Thus, the problem how to strictly calculate path interval in the occasion of three-axis NC machining of free form surfaces with non-ball end cutters has been resolved effectively. On this basis, the factors that affect path interval are analyzed, and the methods for optimizing tool path are explored.     

高速铣削航空铝合金7050-T7451时刀具的磨损破损

分析涂层硬质合金刀具高速铣削航空铝合金7050-T7451时的磨损、破损形态,通过正交试验研究了高速铣削航空铝合金的铣削力及其变化规律,提出模拟高速铣削刀具裂纹萌生的脉冲激光热冲击试验方法,研究铣削力和热应力在刀具磨损、破损过程中的不同作用.试验和理论分析证明:高速铣削航空铝合金7050-T7451时,热应力使刀具萌生裂纹,裂纹在热应力和机械应力综合作用下扩展.研究刀具失效机理,证明:高速铣削航空铝合金时,粘结磨损和扩散磨损是主要磨损机理.提出通过提高切削系统稳定性和优化切削参数,可以有效降低机械应力对刀具的冲击作用,并在生产现场收到良好的效果.     

基于进化神经网络的电火花铣削加工电极损耗预测

针对电火花铣削加工的时变非线性特性,提出基于神经网络的电火花铣削加工电极损耗预测模型,利用该网络预测加工速度和工具的相对损耗,从而可在加工中实时计算出工具实际损耗量,为实现电极损耗的在线动态补偿打下基础。针对神经网络传统训练算法-BP算法的不足,提出了一种自适应调节变异率和变异量的进化算法来优化网络权值和网络结构,提高了网络的逼近精度和进化速度。     

TOOL DWELL TIME COMPUTATION IN COMPUTER-CONTROLLED SURFACING BASED ON CONSTRAINED OPTIMIZATION

Computer-controlled surfacing has been used for the improvement of the form accuracy of surfaces fabricated by precision machining. This method relies on repeated measurement and correction of the surface form error. Surface correction needs as input the dwell time of all the tool locations on the surface. Past attempts at dwell time computation involved approximations and assumptions with no guaranteed goodness of the solution. This paper proposes to formulate the problem from the perspective of constrained optimization. Practical process limitations and considerations are reflected in the formulation of cost terms and constraints. Commercial numerical packages are available for solving such optimization problem.     

基于时序分析与模糊聚类的铣削刀具磨损状态识别

对XKA714数控铣床采集的刀具运行状态振动信号进行计算、检验、分析样本自相关函数和样本偏相关函数的截尾性、拖尾性和周期性以及模型参数估计等时间序列相关分析,可判断动态数据序列适于AR(p)(autoregression)模型.以阶数p取12的模型参数作为特征向量提取,并采用模糊聚类分析方法确定刀具运行状态特征向量样本的亲疏关系,实现对铣削刀具的初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段运行状态的识别.研究结果表明,基于时间序列分析与模糊聚类分析相结合的识别方法可以用于刀具磨损运行状态识别.