數(shù)控機床零件加工位姿優(yōu)化方法.pdf

1、隨著現(xiàn)代產品向高性能、高穩(wěn)定性和美觀等方面發(fā)展，對用于零件加工的數(shù)控機床精度提出更高的要求。采用機床硬件誤差補償和軟件誤差補償?shù)姆绞?，能在一定范圍內有效提高?shù)控機床整體加工精度。該方法主要側重于對測量的系統(tǒng)幾何誤差進行補償。然而通過測量辨識的誤差數(shù)據(jù)，是綜合了幾何誤差和熱誤差等多項誤差耦合于一起的數(shù)據(jù)，因此誤差補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計要求不同，導致零件加工時，對機床各個方向加工精度要求

2、也存在差異。本文針對數(shù)控機床誤差分布情況，結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，將機床精度與零件加工精度結合，獲得零件的最優(yōu)加工精度。論文的主要內容包括以下幾個部分：
　　（1）介紹了項目研究的背景和意義，詳細闡述了國內外學者在數(shù)控機床誤差測量、誤差建模、以及提高機床加工精度等領域的研究進展，分析了提高數(shù)控機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研究內容。
　?。?）為獲得數(shù)控機

3、床誤差對加工位姿的精度影響，根據(jù)多體系統(tǒng)理論和齊次坐標變換方法，分析了機床各類誤差對加工表面的影響，并建立了數(shù)控機床的空間誤差模型，同時對數(shù)控機床的誤差進行測量辨識，為后續(xù)零件加工位姿優(yōu)化提供基礎。
　?。?）針對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)關系表達。本文分別采用 KS凝聚函數(shù)，將不可微的單點優(yōu)化目標，轉化成區(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)對優(yōu)化目標

4、的響應面。研究將不能直接尋優(yōu)的目標函數(shù)轉化成可快速獲得參數(shù)敏度關系的優(yōu)化模型，為后續(xù)優(yōu)化問題尋優(yōu)，提供方法基礎。
　?。?）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，進行各目標的偏好設計，通過融合專業(yè)的設計工程師經驗，將多目標問題轉化成符合工程實際的單目標問題，為后續(xù)優(yōu)化求解降低求解規(guī)模和復雜度。
　?。?）根據(jù)