專利名稱：一種復(fù)雜工件夾緊力作用區(qū)域的規(guī)劃算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種規(guī)劃算法，尤其涉及一種復(fù)雜工件夾緊力作用區(qū)域的規(guī)劃算法。
背景技術(shù)：
無論是在傳統(tǒng)制造業(yè)還是現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)(FMS，F(xiàn)lexible Manufacturing System)中，大量的加工操作都需要裝夾。工件裝夾是定位與夾緊的統(tǒng)一過程。為了避免精確定位后的工件在切削力等外力作用下遭到破壞，必須設(shè)計(jì)合理機(jī)構(gòu)將工件壓緊夾牢。隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高、制造周期的縮短以及產(chǎn)品小批量化的發(fā)展，傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)糾錯(cuò)的夾具設(shè)計(jì)方法越來越不能滿足人們的需要了。Kang等人建立了穩(wěn)定裕度非負(fù)的判斷方法。而Hurtado等人提出了剛度矩陣最小廣義特征值的穩(wěn)定性判據(jù)。但是，這種穩(wěn)定性判斷必須以確定接觸力為前提。以工件穩(wěn)定性為約束條件，Gui、Qin等人分別以最小的工件位置偏移、最小的工件總余能原理為目標(biāo)建立了接觸力的確定模型。而Chen等人則假定工件處于穩(wěn)定狀態(tài)下，利用有限元技術(shù)實(shí)現(xiàn)接觸力的求解。目前，針對于夾緊力作用區(qū)域的準(zhǔn)確快速規(guī)劃，尚沒有一種可以普遍認(rèn)同適用的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種復(fù)雜工件夾緊力作用區(qū)域的規(guī)劃算法，本方法將待夾緊工件表面進(jìn)行表面網(wǎng)格劃分，利用建立的工件夾緊穩(wěn)定數(shù)學(xué)模型，逐次分析各個(gè)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性，再將所有具有夾緊穩(wěn)定性的節(jié)點(diǎn)連接起來，組成夾緊力穩(wěn)定作用區(qū)域。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，方法步驟為
第一步將復(fù)雜形狀的工件夾緊特征表面網(wǎng)格離散化，獲取每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置信息， 包括坐標(biāo)、法向量等信息；
第二步將任意接觸表面等效地近似為凸多邊形，獲得凸多邊形頂點(diǎn)，即可將任意接觸轉(zhuǎn)化為點(diǎn)接觸；
第三步選擇任意一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為第一個(gè)夾緊力作用點(diǎn)，分析工件穩(wěn)定性； 第四步按照逆時(shí)針的由外向內(nèi)或順時(shí)針的由內(nèi)向外，選擇相鄰網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)夾緊力作用點(diǎn)，分析工件穩(wěn)定性；
第五步將所有具有穩(wěn)定性的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)定向依次連接起來，組成夾緊力作用區(qū)域。本發(fā)明中，工件夾緊穩(wěn)定的數(shù)學(xué)模型是基于虛功原理和線性規(guī)劃技術(shù)建立的工件穩(wěn)定性判斷算法。對于任意夾緊方案，設(shè)有《個(gè)定位元件以及/7個(gè)夾緊元件。工件受到給定的外力 (包括工件重力、夾緊力以及切削力)時(shí)，第i個(gè)定位元件(或夾緊元件)處的接觸力為巧(忽略工件與定位元件、夾緊件之間的摩擦)。
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)雜工件夾緊力作用區(qū)域的規(guī)劃算法，其特征是方法步驟為 第一步將復(fù)雜形狀的工件夾緊特征表面網(wǎng)格離散化，獲取每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置信息， 包括坐標(biāo)、法向量等信息；第二步將任意接觸表面等效地近似為凸多邊形，獲得凸多邊形頂點(diǎn)，即可將任意接觸轉(zhuǎn)化為點(diǎn)接觸；第三步選擇任意一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為第一個(gè)夾緊力作用點(diǎn)，分析工件穩(wěn)定性； 第四步按照逆時(shí)針的由外向內(nèi)或順時(shí)針的由內(nèi)向外，選擇相鄰網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)夾緊力作用點(diǎn)，分析工件穩(wěn)定性；第五步將所有具有穩(wěn)定性的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)定向依次連接起來，組成夾緊力作用區(qū)域。
全文摘要
一種復(fù)雜工件夾緊力作用區(qū)域的規(guī)劃算法，方法步驟為第一步將復(fù)雜形狀的工件夾緊特征表面網(wǎng)格離散化；第二步即可將任意接觸轉(zhuǎn)化為點(diǎn)接觸；第三步選擇任意一個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為第一個(gè)夾緊力作用點(diǎn)，分析工件穩(wěn)定性；第四步分析工件穩(wěn)定性；第五步將所有具有穩(wěn)定性的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)定向依次連接起來，組成夾緊力作用區(qū)域。本發(fā)明的技術(shù)效果是(1)適用于任意形狀工件夾緊方案的分析和設(shè)計(jì)；(2)可以驗(yàn)證已擬定的夾具夾緊方案的可行性；(3)能為已有的夾緊方案提供可靠的參考依據(jù)；(4)為計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)提供了新的技術(shù)支持。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102156778SQ201110091098
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者葉海潮, 秦國華, 郭西園 申請人:南昌航空大學(xué)