横梁倒挂式激光切割机路径规划研究

发布时间：2020-08-31 17:40

　　 激光加工技术在制造业中已越来越受到重视,激光切割是激光加工行业中的一项重要技术,其中路径优化问题是激光切割行业的一个关键问题,可减少空行程,在不影响切割质量的前提下提高切割效率。本文介绍了横梁倒挂式激光切割机的控制系统软硬件系统,本文主要工作有:人机界面模块开发、Z轴蛙跳功能研究、路径规划的研究。首先,从切割工件的零件轮廓的几何表达出发,在考虑到实际加工中零件的复杂性及其轮廓之间包含关系的基础之上,本文将路径规划问题归纳为广义旅行商问题GTSP(Generalized Traveling Salesman Problem),并给出了相应算法的目标函数。然后,给出了同时考虑对轮廓切割顺序及切割起始点的切割路径优化算法,并给出了树形结构来描述轮廓之间的包含关系。在分析了Z轴路径在加工过程中受到的限制的基础之上,提出了实现Z轴蛙跳功能的算法,并详细给出了该算法的实现。其次,在详细分析了用蚁群算法或遗传算法来处理同类问题的具体实现的基础上,分析了这两种算法的优缺点,充分利用这两类算法的优势组建了适合激光切割路径规划的遗传蚁群混合算法GAAA(Genetic Algorithm-Ant Algorithm)。在GAAA中做了适合激光切割路径规划的特殊处理,加入了动态候选集合策略、变异特性,变异概率的动态改变等。本文通过对GAAA具体编程,并对比了一些同类算法。给出了仿真运行结果,表明了本文算法的优越性。最后,展示了所研制的激光切割样机HL3015,以及所开发的人机交互界面及相关激光加工一般功能的介绍。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TN249
【部分图文】：

激光切割原理图

百超BySprintPro系列数控控制系统

控制系统硬件架构

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本文编号：2809124