沖壓加工路徑優(yōu)化算法及系統(tǒng)I-O接口研究.pdf

1、商業(yè)化鈑金類CAM集成系統(tǒng)通常包含剪切、沖壓、折彎等功能，鈑金沖壓系統(tǒng)作為鈑金CAM集成系統(tǒng)的子系統(tǒng)，因其在實際應(yīng)用的廣泛性，較之其它子系統(tǒng)具有更為重要的地位。分析當前常見的鈑金CAM系統(tǒng)，不難發(fā)現(xiàn)它們存在，‘些共性的缺陷。典型的沖壓系統(tǒng)通常具備沖裁件的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)輸出三火模塊。對于數(shù)據(jù)輸入模塊，存在兩種方式獲得零件數(shù)據(jù)，一·種是直接從系統(tǒng)集成的CAD模塊獲得，另一種是從其它CAD系統(tǒng)導(dǎo)入零件圖形。對于后者，由于不同系統(tǒng)對圖

2、形元素底層描述方法小同，數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)將存在兼容性問題。沖壓過程的刀具路徑優(yōu)化起著至關(guān)重要的作用，高效的刀具路徑優(yōu)化算法能夠減少刀具移動距離、換刀次數(shù)，從而提高加工效率。當前流行的沖壓系統(tǒng)軟件試圖采用某種通用的算法解決各種沖壓零件的刀具路徑優(yōu)化問題。但是，由于算法的復(fù)雜性，到目前為止還未出現(xiàn)種精度高、速度快、通用性強的的優(yōu)化算法能夠快速準確地找出最優(yōu)路徑。 沖壓系統(tǒng)的最終任務(wù)是生成和輸出NC加工代碼，實際CNC加工生產(chǎn)中，由于機床

3、的類型和生產(chǎn)廠家不同，其配備的CNC系統(tǒng)也是各不相同，雖然NC代碼格式有凼際標準，但系統(tǒng)的生產(chǎn)商符有一套標準，不同型號所使用的加工程序(NC代碼)的語言規(guī)則和格式也不盡相同，只在一些基本的準備功能指令和輔助功能指令上相同或類似。正是由于各種NC代碼之間的差異限制了系統(tǒng)的通用性，一些功能模塊的工作嚴格依賴于特定的NC代碼格式，也使得系統(tǒng)難以擴展與變更。例如，多數(shù)沖壓CAM系統(tǒng)只能夠根據(jù)自身生成的NC代碼文件實現(xiàn)仿真加工，若遇到系統(tǒng)無法識別

4、的特定NC代碼格式時則不能正常運行。 論文以鈑金沖壓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入與輸出、刀具路徑優(yōu)化作為研究重點，在綜合火量文獻資料和對問題域分析的基礎(chǔ)上，基于ACIS與HOOPS圖形平臺，嘗試性地構(gòu)建了SCAM(Sheet MetalComputer Aided Manu：facturing)鈑金沖壓原型系統(tǒng)，在‘定程度上解決了傳統(tǒng)沖壓系統(tǒng)常見的數(shù)據(jù)輸入輸出與刀具路徑優(yōu)化問題。在深入研究當前刀具路徑優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進的鄰近優(yōu)化

5、算法，克服了傳統(tǒng)鄰近優(yōu)化算法存在末位跳躍點的問題。 論文研究了ACIS幾何造型內(nèi)核的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、HOOPS圖形顯示引擎的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與DXF數(shù)據(jù)格式，并根據(jù)常用零件沖壓孔的幾何形狀定義沖壓特征庫，實現(xiàn)了DXF數(shù)據(jù)格式圖形文件輸入與沖壓特征識別，為后續(xù)的自動配刀與刀具路徑優(yōu)化提供了信息支持。 論文研究了XML語言的特點，通過對HOOPS/MVO的XML生成器與解析器的擴展，實現(xiàn)了輸出XML格式的刀位文件和仿真模擬文件，進而通過對