橫梁倒掛式激光切割機路徑規(guī)劃研究.pdf

1、激光加工技術在制造業(yè)中已越來越受到重視，激光切割是激光加工行業(yè)中的一項重要技術，其中路徑優(yōu)化問題是激光切割行業(yè)的一個關鍵問題，可減少空行程，在不影響切割質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的控制系統軟硬件系統，本文主要工作有：人機界面模塊開發(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出發(fā)，在考慮到實際加工中零件的復雜性及其輪廓之間包含關系的基礎之上，本文將路徑規(guī)劃

2、問題歸納為廣義旅行商問題GTSP(Generalized Traveling Salesman Problem)，并給出了相應算法的目標函數。
　　然后，給出了同時考慮對輪廓切割順序及切割起始點的切割路徑優(yōu)化算法，并給出了樹形結構來描述輪廓之間的包含關系。在分析了Z軸路徑在加工過程中受到的限制的基礎之上，提出了實現Z軸蛙跳功能的算法，并詳細給出了該算法的實現。
　　其次，在詳細分析了用蟻群算法或遺傳算法來處理同類問題的具體實

3、現的基礎上，分析了這兩種算法的優(yōu)缺點，充分利用這兩類算法的優(yōu)勢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，加入了動態(tài)候選集合策略、變異特性，變異概率的動態(tài)改變等。本文通過對GAAA具體編程，并對比了一些同類算法。給出了仿真運行結果，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HL3015，以