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在自由曲面的加工中,一直面临着加工时间长的问题,本研究以提高加工效率为目的,通过分析待加工自由曲面的面曲率、残余高度等参数,计算出合理的加工步长和行距,并以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。将刀具路径规划问题转化为求解TSP问题的最优解,为避免遗传算法早熟陷入局部最优解,引入了模拟退火算法进行改进,使用改进后的混合算法进行刀具路径寻优。对优化方法进行了仿真加工、实验加工及测量,结果表明优化方法相比传统方法刀路长度最多减少303.4mm,相对缩短了12.3%,加工效率提升较为明显,并且加工表面也取得了较好的加工效果。 相似文献
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针对激光切割加工全局路径优化采用传统蚁群系统算法时,存在收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,对蚁群系统算法进行了改进研究。利用激光加工图元的起点和终点信息,建立了图元等价TSP问题的数学模型,提出了通过最邻近插入算法对蚁群系统算法路径规划结果进行了再优化的改进算法;详细阐述了改进蚁群系统算法的实现步骤,分析了传统蚁群系统算法和改进蚁群系统算法的迭代次数和优化效果。研究结果表明:该改进蚁群系统算法加快了收敛速度,迭代次数减少了约30%,缩短了激光加工所走路径的总长度,并成功应用到自主开发的高速激光切割加工系统中。 相似文献
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四轴联动加工目前在制造业的应用越来越广泛,本文以三维螺旋槽的四轴联动加工为例,以MasterCAM软件为平台,在螺旋槽的二维展开图基础上,利用MasterCAM自带的置换轴法和刀具路径的旋转复制功能,将普通的三轴二维外形铣削刀具路径转换成四轴的螺旋槽刀具路径,重点介绍了MasterCAM四轴数控加工的方法与技巧,希望能为读者提供参考借鉴作用. 相似文献
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具有柔性加工路径的作业车间智能优化调度 总被引:3,自引:0,他引:3
用遗传算法研究了具有柔性加工路径的作业车间的智能优化调度问题 ,提出了一种将遗传算法和分派规则相结合的调度算法 ,将加工计划与生产调度同时考虑 ,避免了加工计划和生产调度相脱节的弊端。最后给出了此调度算法的仿真结果 ,证明该算法是可行的 ,并获得优异的结果 相似文献
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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。 相似文献
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求解车辆路径问题的改进微粒群优化算法 总被引:23,自引:1,他引:23
微粒群优化算法是求解连续函数极值的一个有效方法。研究了用该算法求解车辆路径的问题。设计了求解车辆路径问题的一种新的实数编码方案,将车辆路径问题转化成准连续优化问题,并采用罚函数法处理约束条件。应用该微粒群优化算法求解了多个车辆路径问题的算例,并与遗传算法和双种群遗传算法进行了比较。计算结果表明,该算法可以更有效地求得车辆路径问题的优化解,是解决车辆路径问题的有效方法。 相似文献
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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。 相似文献
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Complex pockets with one or more islands have been widely used in industrial and manufacturing production. In this paper, a new double spiral tool-path generation and linking method are proposed for complex pockets with islands which can be used for high-speed machining (HSM) is used. Taking into account the path interval, step length and other processing parameters, precise milling can be achieved without cutter lifting and retraction motions to guarantee machining accuracy and reduce processing time. The method has been implemented in several simulations and validated successfully through the actual machining of a complicated pocket. The results indicate that this method is superior to other existing machining methods, and it can achieve HSM of complicated shaped pockets based on parametric surface. 相似文献
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NC Machining of Freeform Pockets with Arbitrary Wall Geometry Using a Grid-Based Navigation Approach 总被引:3,自引:2,他引:1
R. Narayanaswami Y. Choi 《The International Journal of Advanced Manufacturing Technology》2001,18(10):708-716
A tool path must be determined in an efficient manner to generate NC (numerical control) code for machining. This is particularly
important when machining freeform pockets with arbitrary wall geometry on a three-axis CNC machine. In this paper, a grid-based
3D navigation algorithm for generating NC tool-path data for both linear interpolation and a combination of linear and circular
interpolation is presented for three-axis CNC milling of general pockets with sculptured bottom surfaces. The pocket surface
is discretised by defining a grid and the navigation algorithm plans the tool motion. The grid size and the cutter diameter
are chosen so that a predefined tolerance for surface roughness is satisfied. The grid-based navigation algorithm is simulated
graphically and verified experimentally. 相似文献
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五轴加工刀具路径生成的有效加工域规划方法 总被引:3,自引:0,他引:3
为复杂曲面五轴数控加工的刀具路径优化生成问题提出一种新的有效加工域规划方法。在对工件被加工表面和刀具的几何特征进行分析的基础上,得到在加工件表面上各处的最优可加工域宽度和刀具切削方向。通过采用离散采样和插值计算生成优化的有效加工域集,得到最优化的初始刀具路径;同时建立一种迭代搜索算法,用于解决最优加工域的选择规划问题。采用此算法生成优化的后续刀具路径,使得有效加工域最终完全覆盖整个被加工表面。给出的示例显示相对于传统的五轴加工刀具路径生成算法,有效加工域规划方法可以减少刀具路径的总长度和加工时间,得到更为优化的刀具路径和更好的工件表面质量,因此有效加工域规划方法可以被用于五轴数控加工实践以降低加工成本和提高产品质量。 相似文献
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对具有对称特性的多型腔零件的刀轨规划方法进行了研究,提出了一种新的算法:首先生成其中一个型腔的刀轨,然后通过阵列生成其余刀轨,并对刀轨的进退刀进行处理,从而快速生成完整的、连续的、有序的刀具轨迹。该算法尤其适用于高速加工的刀轨规划,实践表明,可大大提高编程效率.节省加工时间。 相似文献
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提出用于型腔加工的一种新型刀轨计算方法-非均匀偏置算法。理论分析及实例计算均证明,在保证遍历加工区域的前提下非均匀偏置刀轨比传的刀轨形式更的加工效率。 相似文献
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Generating Tool Paths for Free-Form Pocket Machining Using z-Buffer-Based Voronoi Diagrams 总被引:2,自引:2,他引:0
Jaehun Jeong Kwangsoo Kim 《The International Journal of Advanced Manufacturing Technology》1999,15(3):182-187
Voronoi diagrams for closed shapes have many practical applications, ranging from numerical control machining to mesh generation.
Curve offsetting based on Voronoi diagrams avoids the topological problems encountered in traditional offsetting algorithms.
In this paper, we present a new procedure for generating tool paths using z-buffer-based Voronoi diagrams specially to deal
with free-form shaped pockets. Using a z-buffer, a proposed algorithm effectively extracts the topological information on
the Voronoi diagram, and generates the geometric information on the Voronoi edges approximately. These Voronoi edges are refined
using a numerical algorithm. This method is independent of curve type and is applicable to any pockets with parametric curve
boundaries that are twice differentiable. 相似文献