江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院 江西萍鄉(xiāng) 337000

1 基于CAD/CAM的農(nóng)機部件綜合數(shù)控加工系統(tǒng)

由于集成了CAD/CAM系統(tǒng)和刀具路徑優(yōu)化算法的開發(fā)，五軸加工中心已成為加工復雜零件的主要工具。多用于加工復雜零件，可有效提高加工效率和質量?；谌S機床，五軸數(shù)控機床增加了兩個可選軸?；谌齻€軸，五軸數(shù)控機床的位置可以任意改變，有效地減少了夾具的使用壽命。因此，當加工農(nóng)業(yè)機械的復雜零件時，零件的加工效率顯著提高。當使用5軸CNC加工中心加工農(nóng)業(yè)機械零件時，可以使用集成的CAD/CAM系統(tǒng)來優(yōu)化刀具路徑。處理參數(shù)集成到CAD/CAM系統(tǒng)中，并使用適當?shù)乃惴▋?yōu)化工具。通過對刀具軌跡進行建模，使用自適應差分算法優(yōu)化刀具軌跡，最后確定五軸銑床的主刀具路徑[1]。

2 基于自適應差分算法的五軸農(nóng)機件數(shù)控加工刀具軌跡優(yōu)化

該過程如圖1所示。圖1顯示了基于自適應差分開發(fā)的刀具路徑優(yōu)化過程。算法的過程包括數(shù)據(jù)初始化，健康功能和進化過程，最后確定優(yōu)化刀具路徑的邊界條件。初始控制位置和結束位置的確定可以根據(jù)所述處理部件處理路徑和處理時間來確定是獨立變量，以處理路徑可以表示為加工時間的三次多項式，并且通過優(yōu)化多項式系數(shù)獲得的最佳處理路徑。

圖1 基于自適應差分進化的多軸走刀軌跡優(yōu)化

3 基于自適應差分算法的五軸農(nóng)機零件數(shù)控加工刀具軌跡調整

由于五軸數(shù)控加工較為復雜，為了協(xié)調多軸同步控制，必須優(yōu)化刀具路徑以實現(xiàn)每個軸功能的最佳實現(xiàn)。本文使用自適應差分算法來優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械零件的CNC加工路徑?；谧赃m應差分進化，算法過程包括初始化數(shù)據(jù)，自適應函數(shù)和進化計算。最后，我們定義了優(yōu)化刀具路徑的邊界條件。初始測試位置和結束位置可由工件確定。處理路徑和處理時間是獨立變量，處理路徑可以用三個多項式來代表處理時間。通過優(yōu)化多項式的系數(shù)從而得到最好的處理路徑。

4 五軸數(shù)控加工中心刀具算法應用于農(nóng)機配件的加工

為了進一步驗證適應微分算法在五軸機床刀具軌跡優(yōu)化算法中的實際應用，特意研究了凹凸機床復雜零件的加工，設計了刀具路徑。實際處理結果也從另一方面證實了算法的可靠性。用于切割機器人屬于新型自動農(nóng)業(yè)機械，其在轉移過程中的復雜運動就決定了其經(jīng)常要在其連接處使用復雜的凸凹配件，從而導致農(nóng)業(yè)設備的加工零件的復雜性極高。五軸數(shù)控加工中心可以對刀具路徑進行合理規(guī)劃，這樣工具就可以完成曲線運動，實現(xiàn)復雜零件的加工。為了檢查刀具路徑優(yōu)化算法的可靠性，有必要使用刀具路徑建模方法進行理論研究。使用算法編程方法獲取工具曲線。對于更復雜的表面零件，很少有加工工具對農(nóng)業(yè)機械的工作部件的質量有重大影響。在優(yōu)化和優(yōu)化比較之前，刀具路徑增加了復雜零件中的槌的密度。精密加工工藝提供高零件復雜性，零件精度高，表面光滑，加工毛刺小，加工精度高，可滿足農(nóng)機復雜零件加工精度要求[2]。

5 五軸數(shù)控加工中心刀具算法在農(nóng)機零部件加工中的應用測試

我們使用五軸機床刀具對軌跡算法的準確性及自適應能力算法進行了詳細的驗證，實驗證明一個復雜的剪切機，刀具路徑和實際處理效果測試算法的凸和凹部分與測試結果的差異在可允許的范圍內(nèi)，從而也體現(xiàn)了算法的可靠性和準確性。

圖2是一種新型農(nóng)業(yè)果樹修剪機械，可自動完成對果樹的修剪工作。由于此機械必須在轉移過程中進行復雜的運動，因此在連接部件中經(jīng)常使用復雜的凸凹配件來加工農(nóng)業(yè)機械零件的加工零件。這就給零部件的加工帶來了很大的困擾，而采用五軸CNC加工中心則可以智能地規(guī)劃刀具的運動曲線軌跡，使刀具完成相應的曲線的運動，從而實現(xiàn)復雜零件的完美加工。

圖2 實驗加工零部件使用的機型

本文首先從CAM與CAD方面對農(nóng)業(yè)機械組件的集成的CNC加工系統(tǒng)進行了一個簡單介紹，然后重點對于CNC五軸數(shù)控加工農(nóng)業(yè)機械零件的自適應差分算法基礎上確定創(chuàng)建工具路徑調整。最后，介紹了農(nóng)業(yè)機械零部件五軸數(shù)控加工中心的儀器算法。最后，希望通過本文的研究內(nèi)容，能夠對未來研究學者提供一定的幫助和指導。