第7期 2017年7月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Techniquc
文章编号：10012265(2017)07010106
D0I:10. 13462/j. cenki. mmtamt. 2017. 07. 024
面向加工效率的曲面刀具路径优化方法
邓兴国，李丽，何其林
（西南大学工程技术学院，重庆400715)
No.7 Jul.2017
化方法。首先对刀具路径优化问题进行描述，提出了刀具路径与加工效率的关系模型；再建立了以机床加工效率为优化目标，以主轴转速、进给量、切削功率、主轴力矩、加工行距为约束的优化模型：并根据曲面加工行距和加工质量的影响，对曲面离散化而生成合理的刀触点；利用蚁群算法对刀触
点的连接顺序及无重复走刀方式行优化求解。最后通过案例验证了该方法的有效性。关键词：刀具路径优化；加工效率；蚁群算法；约束
中图分类号：TH164;TG506
文献标识码：A
Tool Path Optimization with Machining Efficiency for Curved Surface
DENG Xing-guo, LI Li, HE Qi-lin
( College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400715, China)
Abstract: In view of the problem of low processing efficiency in NC machining of curved surface, a tool srenarrosee the problem of tool path optimization is described, and the relation model between the tool path and the pro-cessing efficiency is constructed, and a tool path optimization model is established which takes the machining efficiency as the optimization objective, with the constraints of the spindle speed, feedrate, cutting power, spindle torque and processing line, Then, according to the influencing factors of surface processing line and the machining quality, the reasonable cutter contact point is obtained through the surface discretization Next, the connection order and the non-repetitive processing are optimized by using ant colony algorithm Finally, the case results show that the method is effective
Key words: tool path optimization;machining efficiency ; ant colony algorithm;constraints
0引言
随着现代产品制造业对零件切削加工“高效率”、“高精度”和“环境友好型”等方面的要求越来越高，数控加工已成为应用越来越广泛的机械加工方法。目前，许多学者针对数控加工中切削参数优化"、工艺路线规划均等方面进行了大量研究；然而对数控加工中刀具路径规划（如加工间距、路径长度等）)方面的研究较少。
如何通过生成合理的刀具路径来提高加工效率和保证加工质量受到国内外学者的广泛关注。Oysu C 等[3]提出了一种基于混合遗传算法的刀具路径优化方法，对曲面加工中的走刀空行程进行了优化；ManavC 等4提出了一种基于多准则优化方法的刀具路径规划方法，对曲面加工中受平均合力、残留高度和加工时间
三者影响的刀具路径进行了优化；黄琴等3提出了种基于等误差步长规划方法的刀具路径优化方法，解决了三角网格曲面加工刀具轨迹的误差均勾性问题；赵鹏等“提出了一种基于非均勾B样条曲线拟合的刀具路径优化方法，解决了曲面加工中刀具路径不连续问题；季国顺等提出了一种基于蚁群算法和最近邻算法相结合的刀具路径优化方法，对多轮廊加工的走刀空行程进行了优化：陈琳等*提出一种基于数群算法和贪心算法相结合的混合优化算法，对不同规格孔群加工的走刀空行程进行了优化；MedinarodriguezN 等[9]则提出了一种基于并行方案的蚁群优化算法，优化得到了孔加工的最佳G代码命令、最短刀具路径和最优加工顺序。以上研究成果主要对曲面加工中走刀空行程、力具路径轨迹不连续等方面的研究，或是针对孔群加工中最短加工路径、走刀空行程的优化研究，鲜
收稿日期：20160914;修回日期：201610-22
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51451396）；重庆市基础科学与前沿技术项目（cstc2016jesjA1733）；中央高校基本业务费专项资金资助
(XDJK2016E053)
作者简介：邓兴国（1992一），男，重庆合川人，西南大学预士研究生，研究方向为绿色制造、数控加工，（E-mail)dxgiy0409@163.com；通讯作者：李
丽（1982一），女，重庆人，西前大学副教投，硕士研究生导师，博士，研究方向为可持续设计与制造，现代设计方法，（E-mail)smulili@ swu.edu. cn
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