數(shù)控機(jī)床零件加工位姿優(yōu)化方法.pdf

1、隨著現(xiàn)代產(chǎn)品向高性能、高穩(wěn)定性和美觀等方面發(fā)展，對(duì)用于零件加工的數(shù)控機(jī)床精度提出更高的要求。采用機(jī)床硬件誤差補(bǔ)償和軟件誤差補(bǔ)償?shù)姆绞?，能在一定范圍?nèi)有效提高數(shù)控機(jī)床整體加工精度。該方法主要側(cè)重于對(duì)測量的系統(tǒng)幾何誤差進(jìn)行補(bǔ)償。然而通過測量辨識(shí)的誤差數(shù)據(jù)，是綜合了幾何誤差和熱誤差等多項(xiàng)誤差耦合于一起的數(shù)據(jù)，因此誤差補(bǔ)償后與理想效果還有一定差距。另一方面，由于零件加工表面通常存在各向精度設(shè)計(jì)要求不同，導(dǎo)致零件加工時(shí)，對(duì)機(jī)床各個(gè)方向加工精度要求

2、也存在差異。本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床誤差分布情況，結(jié)合待加工零件表面精度要求，提出了一種通過優(yōu)化加工零件擺放位姿的方法，將機(jī)床精度與零件加工精度結(jié)合，獲得零件的最優(yōu)加工精度。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　?。?）介紹了項(xiàng)目研究的背景和意義，詳細(xì)闡述了國內(nèi)外學(xué)者在數(shù)控機(jī)床誤差測量、誤差建模、以及提高機(jī)床加工精度等領(lǐng)域的研究進(jìn)展，分析了提高數(shù)控機(jī)床加工精度的存在的主要問題和困難，闡明了本課題的重點(diǎn)研究內(nèi)容。
　?。?）為獲得數(shù)控機(jī)

3、床誤差對(duì)加工位姿的精度影響，根據(jù)多體系統(tǒng)理論和齊次坐標(biāo)變換方法，分析了機(jī)床各類誤差對(duì)加工表面的影響，并建立了數(shù)控機(jī)床的空間誤差模型，同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的誤差進(jìn)行測量辨識(shí)，為后續(xù)零件加工位姿優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
　?。?）針對(duì)零件加工精度通常為區(qū)間精度，且加工位置和姿態(tài)參數(shù)與零件加工精度難以建立顯式函數(shù)關(guān)系表達(dá)。本文分別采用 KS凝聚函數(shù)，將不可微的單點(diǎn)優(yōu)化目標(biāo)，轉(zhuǎn)化成區(qū)域連續(xù)可微的全局函數(shù)，并通過元模型方法，建立擺放位置和姿態(tài)參數(shù)對(duì)優(yōu)化目標(biāo)

4、的響應(yīng)面。研究將不能直接尋優(yōu)的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化成可快速獲得參數(shù)敏度關(guān)系的優(yōu)化模型，為后續(xù)優(yōu)化問題尋優(yōu)，提供方法基礎(chǔ)。
　?。?）待加工零件表面通常存在方向不同、精度要求不同的加工表面，因此提高零件表面加工精度屬于多目標(biāo)優(yōu)化問題。本文采用物理規(guī)劃方法，通過根據(jù)零件各精度要求的重要程度，進(jìn)行各目標(biāo)的偏好設(shè)計(jì)，通過融合專業(yè)的設(shè)計(jì)工程師經(jīng)驗(yàn)，將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化成符合工程實(shí)際的單目標(biāo)問題，為后續(xù)優(yōu)化求解降低求解規(guī)模和復(fù)雜度。
　?。?）根據(jù)