Algoritmo de Optimización de Velocidad de Alimentación Basado en PSO para Maquinado en Cinco Ejes con Restricción de Error de Contorno
Autores: Yang, Jingwei; Yin, Xiaolong; Sun, Yuwen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Tasa de alimentación
Error de contorno
Algoritmo de optimización
Mecanizado de cinco ejes
Basado en PSO
Precisión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La velocidad de avance tiene una gran influencia en el error de contorno en el mecanizado de cinco ejes. En consecuencia, es de gran importancia planificar la curva de velocidad de avance óptima en el tiempo considerando la restricción del error de contorno para lograr un mecanizado de alta precisión y alta eficiencia. Con el objetivo de mejorar la precisión del control del error de la pérdida de linealización del modelo y optimizar el tiempo de mecanizado, se propone en este artículo un algoritmo de optimización de velocidad de avance basado en PSO para el mecanizado de cinco ejes con la restricción del error de contorno. En primer lugar, se aclara la relación entre la velocidad de avance paramétrica y la restricción del error de contorno, lo que proporciona una base de modelo para controlar con precisión el error de contorno mediante la optimización de la curva de velocidad de avance. Luego, se establece el modelo de optimización de velocidad de avance, que toma los vértices de control de la curva de velocidad de avance expresados por B-spline como variables de decisión y minimiza el tiempo de mecanizado como objetivo de optimización. Posteriormente, para superar las desventajas de baja precisión y baja eficiencia causadas por la optimización única de los vértices de control global, se adopta el algoritmo de optimización por enjambre de partículas de búsqueda grupal (GSPSO) basado en el movimiento de ventana para optimizar la curva de velocidad de avance en segmentos. Finalmente, se valida la efectividad del algoritmo de optimización de velocidad de avance propuesto mediante tres trayectorias de prueba típicas en una máquina herramienta de cinco ejes con doble plato giratorio abierto. A la luz del experimento, el algoritmo propuesto es capaz de liberar completamente el potencial de las máquinas herramienta mientras controla con precisión el error de contorno de la punta de la herramienta y la orientación de la herramienta.
Descripción
La velocidad de avance tiene una gran influencia en el error de contorno en el mecanizado de cinco ejes. En consecuencia, es de gran importancia planificar la curva de velocidad de avance óptima en el tiempo considerando la restricción del error de contorno para lograr un mecanizado de alta precisión y alta eficiencia. Con el objetivo de mejorar la precisión del control del error de la pérdida de linealización del modelo y optimizar el tiempo de mecanizado, se propone en este artículo un algoritmo de optimización de velocidad de avance basado en PSO para el mecanizado de cinco ejes con la restricción del error de contorno. En primer lugar, se aclara la relación entre la velocidad de avance paramétrica y la restricción del error de contorno, lo que proporciona una base de modelo para controlar con precisión el error de contorno mediante la optimización de la curva de velocidad de avance. Luego, se establece el modelo de optimización de velocidad de avance, que toma los vértices de control de la curva de velocidad de avance expresados por B-spline como variables de decisión y minimiza el tiempo de mecanizado como objetivo de optimización. Posteriormente, para superar las desventajas de baja precisión y baja eficiencia causadas por la optimización única de los vértices de control global, se adopta el algoritmo de optimización por enjambre de partículas de búsqueda grupal (GSPSO) basado en el movimiento de ventana para optimizar la curva de velocidad de avance en segmentos. Finalmente, se valida la efectividad del algoritmo de optimización de velocidad de avance propuesto mediante tres trayectorias de prueba típicas en una máquina herramienta de cinco ejes con doble plato giratorio abierto. A la luz del experimento, el algoritmo propuesto es capaz de liberar completamente el potencial de las máquinas herramienta mientras controla con precisión el error de contorno de la punta de la herramienta y la orientación de la herramienta.