激光加工技術(shù)在制造業(yè)中已越來(lái)越受到重視,激光切割是激光加工行業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù),其中路徑優(yōu)化問題是激光切割行業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵問題,可減少空行程,在不影響切割質(zhì)量的前提下提高切割效率。本文介紹了橫梁倒掛式激光切割機(jī)的控制系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng),本文主要工作有:人機(jī)界面模塊開發(fā)、Z軸蛙跳功能研究、路徑規(guī)劃的研究。首先,從切割工件的零件輪廓的幾何表達(dá)出發(fā),在考慮到實(shí)際加工中零件的復(fù)雜性及其輪廓之間包含關(guān)系的基礎(chǔ)之上,本文將路徑規(guī)劃問題歸納為廣義旅行商問題GTSP(Generalized Traveling Salesman Problem),并給出了相應(yīng)算法的目標(biāo)函數(shù)。然后,給出了同時(shí)考慮對(duì)輪廓切割順序及切割起始點(diǎn)的切割路徑優(yōu)化算法,并給出了樹形結(jié)構(gòu)來(lái)描述輪廓之間的包含關(guān)系。在分析了Z軸路徑在加工過程中受到的限制的基礎(chǔ)之上,提出了實(shí)現(xiàn)Z軸蛙跳功能的算法,并詳細(xì)給出了該算法的實(shí)現(xiàn)。其次,在詳細(xì)分析了用蟻群算法或遺傳算法來(lái)處理同類問題的具體實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了這兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn),充分利用這兩類算法的優(yōu)勢(shì)組建了適合激光切割路徑規(guī)劃的遺傳蟻群混合算法GAAA(Genetic Algorithm-Ant Algorithm)。在GAAA中做了適合激光切割路徑規(guī)劃的特殊處理,加入了動(dòng)態(tài)候選集合策略、變異特性,變異概率的動(dòng)態(tài)改變等。本文通過對(duì)GAAA具體編程,并對(duì)比了一些同類算法。給出了仿真運(yùn)行結(jié)果,表明了本文算法的優(yōu)越性。最后,展示了所研制的激光切割樣機(jī)HL3015,以及所開發(fā)的人機(jī)交互界面及相關(guān)激光加工一般功能的介紹。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN249
【部分圖文】：

激光切割原理圖

百超BySprintPro系列數(shù)控控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)

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本文編號(hào)：2809124