發(fā)布時間：2022-01-03 03:46

　　工件的可達/可離性反映了將工件安裝到/脫離出夾具裝夾布局的可能性,分析可達/可離性有助于在工件上正確選擇裝夾表面和裝夾點。為此依據(jù)工件與裝夾元件的實際接觸或裝配情況,利用泰勒定理提出了工件可達/可離性模型。通過將工件安裝到/脫離出裝夾布局的可能性等價于可達/可離性模型的解的存在性,借助任意數(shù)可表達為兩個非負(fù)數(shù)之差這一數(shù)學(xué)技巧作為橋梁,將工件可達/可離性模型的解的存在性問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題,提出了工件可達/可離性的判斷方法。尤其是在判斷可達/可離性模型有解的情況下,繼而考慮了工件安裝到/脫離出裝夾布局的方向性。在此基礎(chǔ)上,進一步將可達/可離的方向性轉(zhuǎn)化為可達/可離性模型的通解,由此構(gòu)建了求解線性不等式方程組的Γ-算法。這個"先有解-再求解"的算法僅涉及到裝夾元件在工件表面處的位置與單位法矢量信息,不僅適用于形狀復(fù)雜的工件,而且避免了可達/可離性模型無解情況下依舊求解的局限性,同時也拓展和豐富了自動化夾具設(shè)計的理論基礎(chǔ)。 

【文章來源】：機械工程學(xué)報. 2017,53(21)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

工件的裝夾布局

月2017年11月秦國華等：基于線性不等式方程組解的存在性及其通解的工件可達/可離性分析算法141可達/可離性分析過程詳細(xì)如下。圖2工件銑槽工序示意圖首先，由式(11,13)可得定位雅可比矩陣為001580001820001220010508010502100055J然后根據(jù)式(19)、(20)計算位置量度max(λ)=0，等于位置閾度0；再根據(jù)式(24)、(25)計算k=1時的位置量度，若取η1=0.1，則有max(τk)=0.1，與位置閾度7,10.1kii相等。由此可確定工件具有可達/可離性。在此條件下，應(yīng)依據(jù)Γ-算法繼續(xù)確定基矢量矩陣B*和C*，以便最終判定工件的可達/可離方向，詳細(xì)過程如下。(1)初始化計數(shù)器h=1。梯度矩陣000001000110111000582550822005000825A生成元矩陣100000010000001000000100000010000001V由此可知集合IA0(v1)=Φ、IA0(v2)=Φ、IA0(v3)=Φ；IA-(v1)=Φ、IA-(v2)=Φ、IA-(v3)=Φ，以及I={1,2,3,4,5,6}、IV={1,2,3,4,5,6}、IV=Φ。(2)符號標(biāo)識t1=vT1a1=0、t2=vT2a1=0、t3=vT3a1=1、t4=vT4a1=5、t5=vT5a1=-8、t6=vT6a1=0。由于t3≠0且3IV，故p=3。(3)因為t3>0，故vp=-vp，即v3=[0,0,-1,0,0,0]T。對V中除第3列元素外，其余元素按式(27)進行極軸變換，過程如表1所示。表1第一次極軸變換矢量v1v11v21v31v41v51v61變換前100000變換后100000矢量v2v12v22v32v42v52v62變換前010000

6、L5L6均不成立，故C*=C*。因為i=6和Ncol=6，故i=Ncol，基矢量求解過程結(jié)束。故有矩陣B*=[]，C*=151809030502018060800723610800003612000361860010001最后由式(26)可得工件相對于定位元件的位置偏移為由此可見，工件不僅能夠沿X、Y、Z移動，而且也能圍繞X、Y、Z轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)可達與可離。123456151809030502018060800723610800003612000361860010001qπi01i64.2二維工件圖3為三種形狀不同的工件，裝夾布局也不相同，具體方案見表8第2列，各元件位置與法矢量分別列于第3、4列。圖3工件類型首先依據(jù)式(19)判斷式(14)是否有解，若有解，則繼續(xù)按照式(21)、(22)，其次，依此判斷由第1種至第6種情況下式(15)的解的存在性，直至判斷出式(15)無解為止，以便確定工件在裝夾布局中的可達/可離性；最后，在工件具有可達/可離性的情況下，則根據(jù)第4節(jié)所提出的算法解出工件位置偏移

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于力的存在性與可行性的夾緊力變向增量遞減規(guī)劃算法[J]. 秦國華,王華敏,葉海潮,吳竹溪.  機械工程學(xué)報. 2016(11)
[2]基于表面網(wǎng)格離散化與遺傳算法的復(fù)雜工件裝夾布局規(guī)劃方法[J]. 秦國華,王子琨,吳竹溪,魯宇明.  機械工程學(xué)報. 2016(13)
[3]計算機輔助夾具設(shè)計技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張勝文,蘇延浩.  制造技術(shù)與機床. 2015(04)
[4]基于案例推理的夾具設(shè)計案例表示與檢索[J]. 羅晨,王欣,蘇春,吳澤.  機械工程學(xué)報. 2015(07)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳算法的薄壁件多重裝夾布局優(yōu)化[J]. 秦國華,趙旭亮,吳竹溪.  機械工程學(xué)報. 2015(01)
[6]基于運動學(xué)與有向尺寸路徑的工件定位誤差自動分析算法[J]. 秦國華,黃華平,葉海潮,周美丹.  計算機集成制造系統(tǒng). 2014(12)
[7]基于AHP的夾具定位元件選擇方法[J]. 秦國華,周美丹,葉海潮,黃華平,李怡冉.  計算機集成制造系統(tǒng). 2014(02)
[8]面向計算機輔助夾具設(shè)計的修訂式定位方案設(shè)計算法[J]. 秦國華,葉海潮,崔躍,魯宇明.  計算機集成制造系統(tǒng). 2012(10)
[9]夾具定位誤差分析自動建模方法[J]. 吳玉光,張根源,李春光.  機械工程學(xué)報. 2012(05)
[10]夾具自動化設(shè)計中定位方案的生成式設(shè)計方法[J]. 秦國華,徐九南,邱志敏.  計算機集成制造系統(tǒng). 2011(04)



本文編號：3565501