五軸數(shù)控加工有著加工效率高、精度高、加工范圍廣等優(yōu)點,在具有高精度要求的復(fù)雜零件上的應(yīng)用越來越廣泛。五軸加工順利進(jìn)行的一個重要條件就是保證刀具與被加工件不發(fā)生干涉碰撞,而刀軸方向的確定很大程度上被刀軸可行域限制,因此求解刀軸方向的可行區(qū)域十分重要。針對當(dāng)前可行域的求解過程復(fù)雜且計算量大耗時長等不足,本文依據(jù)加工工藝和幾何特性對刀軸可行域的約束,提出了一種優(yōu)化的刀軸可行域求解算法。然后將可行域的計算結(jié)果應(yīng)用到五軸加工的刀軸優(yōu)化中,分別考慮機(jī)床的運(yùn)動學(xué)約束或刀具磨損情況來完成優(yōu)化過程。求解刀軸的可行域主要包含以下流程:首先定義刀軸可行域的約束條件,遍歷所有離散的刀軸方向,對符合約束條件的刀軸方向進(jìn)行碰撞檢測,不發(fā)生干涉的刀軸方向合集即為可行域。為提高計算效率,提出一種結(jié)合計算機(jī)圖像處理技術(shù)的刀軸可行域邊界更新算法,以前一刀觸點的刀軸可行域圖像為初始參考,對其邊界的刀軸方向進(jìn)行檢測并更新,從而得出相鄰下一刀觸點的刀軸可行域。在計算出的刀軸可行域的基礎(chǔ)上,可進(jìn)一步分別根據(jù)不同目標(biāo)進(jìn)行刀軸方向的優(yōu)化。為充分發(fā)揮機(jī)床運(yùn)動學(xué)性能,進(jìn)行機(jī)床運(yùn)動學(xué)反解,基于有向圖來優(yōu)化刀軸方向;為提高刀具使用壽命,從幾...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的來源
    1.2 課題的目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 刀軸可行域求解的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 刀軸方向優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
2 五軸加工球頭刀刀軸可行域的求解
    2.1 刀軸可行域的定義
        2.1.1 刀軸方向的表示方法
        2.1.2 刀軸可行域的約束條件
    2.2 單個刀觸點刀軸可行域求解算法
    2.3 刀軸可行域的邊界更新算法
        2.3.1 刀軸可行域結(jié)果分析
        2.3.2 刀軸可行域邊界更新算法
    2.4 本章小結(jié)
3 基于機(jī)床運(yùn)動學(xué)約束的刀軸方向優(yōu)化
    3.1 刀軸方向優(yōu)化模型的建立
        3.1.1 AC軸工作臺旋轉(zhuǎn)型五軸機(jī)床的運(yùn)動學(xué)反解
        3.1.2 機(jī)床運(yùn)動學(xué)能力約束的刀軸方向優(yōu)化方案
    3.2 基于有向圖的刀軸方向優(yōu)化
        3.2.1 有向圖最短路徑的求解
        3.2.2 目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造
        3.2.3 基于運(yùn)動學(xué)約束的刀軸方向優(yōu)化
    3.3 本章小結(jié)
4 面向刀具磨損情況的刀軸方向優(yōu)化
    4.1 刀軸方向優(yōu)化模型的建立
        4.1.1 刀軸方向?qū)Φ毒吣p的影響分析
        4.1.2 均勻化刀具磨損的刀軸方向優(yōu)化方案
    4.2 基于遺傳算法的刀軸方向優(yōu)化
        4.2.1 遺傳算法的尋優(yōu)過程
        4.2.2 目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造
        4.2.3 均勻化刀具磨損的刀軸方向優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
5 五軸加工刀軸方向優(yōu)化效果的試驗驗證分析
    5.1 基于干涉避免的球頭刀五軸加工仿真實驗
    5.2 基于機(jī)床運(yùn)動學(xué)約束的刀軸方向優(yōu)化結(jié)果
    5.3 面向刀具磨損情況的刀軸方向優(yōu)化結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3832881