文档介绍：链式自动换刀臂的多阶段优化设计
KIM Jae-Hyun, LEE Choon-Man
韩国昌原国立大学机电学院,昌原641-773,
中南大学出版社和柏林海德堡施普林格出版社2012
摘要:为了提高加工效率,刀具更换时间需要有所减少。因此,用于连接到一个自动换刀加工中心的换刀时间将减少。同时自动换刀系统是加工中心的一个重要部分,作为驱动源。使用商业代码ANSYS Workbench V12试图解释自动换刀装置的静态属性,对和自动换刀臂的优化设计进行了多级优化设计。依靠自动换刀的形状的优化建议,并对结果进行了验证,获得可接受的改进。它是能够获得一个与初始模型的比较,最大变形,%,%%的优化模型。同时,实验设计方法也与常规的实验设计方法进行了多级优化比较。
关键词:自动换刀装置;优化设计;结构分析;交换臂
1 引言
最近,在机械制造行业中,模具和机械零件已经变成了小批量生产系统。同时,需要提高生产率和切割速度。然而,从实践观点看,高质量和低成本是有针对性的实际的立场。因此,对于这样的目标追求实现机床高速加工,实现自动化,缩短交货时间。结果,它是可能的检查状态的工具和工件在机床使用适当的传感器。此外,加工中心的自动换刀装置(ATC)和一个托盘自动交换装置(APC)旨在操作无人值守厂24 小时,自动换刀装置存储用于加工中心的杂志和变化的工具自动为所需的工具。改变这样的管制的工具正是安装在主轴[1]。
同时,它代表了一种先进的优势,由于对机床的干扰少,加工中心操作者可以从事其他工作。也就是说,运营商可以控制其他机床或准备下一个工件,从而减少生产时间。
在这项研究中使用的链式ATC代表着许多工具都存储在一个特征模块。在工具的改变,两个臂移动到旋转180°在直接转换的方式配置工具更改到下一个工具[2]。因此,有必要同时确保结构特点和设计轻量化。
在实际的工业领域,优化设计是非常重要的。因此,提出了各种机械零件优化各种优化方法[3]。
宋等人[ 4 ]提出的轴承短优化设计提高学报的人工生命算法。阿莱尔等人[ 5 ]结合结构优化的拓扑和形状的进行推导。BAGCI和艾库特[ 6 ]提出田口优化验证数控铣削的最佳表面粗糙度。兰博迪
[ 7 ]提出了一种基于模拟退火算法的桁架结构优化设计。塞库尔斯基[ 8 ]表明,遗传算法是一种有效的多目标优化工具的拓扑结构同时设计优化的设计工具。
SEO等人[ 9 ]提出的形状优化和基于ISO几何分析的设计的延伸。
在优化空管部门,其结构特点的因素和轻量化是彼此相反[ 10 ]。它显示一个权衡,如果追求提高结构轻巧,结构特点,将是一个弱点,如果改进的结构特点,对轻量化的实现是很困难的。因此,为了满足这些相反的因素和优化,以不同方式等臂形状优化是通过实验设计了[ 11 ]。
在这项研究中,获得更为优化的模型比以前的研究[ 11 ],一个多阶段进行的优化设计。优化设计是利用商业分析程序,CATIA V5和ANSYS Workbench,和分析的有效性是通过比较初始和传统优化模型在这项研究中实现的优化模型研究。
2 AT的结构
ATC由三个元素组成,如杂志,更换部分,和臂部。部分杂志是一种装置,储存大量的工具和修改工具使用伺服电机。该变换器部分配备伺服