四主轴头五轴机床多工步加工路径优化

来源：计算机集成制造系统杂志2023年第11期北京时间：

作者：王睿昕, 陈蔚芳, 周晏锋, 崔榕芳, 梁睿君

单位：南京航空航天大学机电学院

摘要：针对四主轴头多工步加工空行程耗时多的问题,基于空行程路径最短原则研究了无碰撞多工步加工路径优化方法。以四主轴头机床为对象确定了关节坐标系,在单面加工空行程规划基础上,建立了多面空行程计算模型和防碰撞多工步路径优化模型。基于同一面优先排序原则,在内层混合粒子群算法（GA-PSO）基础上融合了贪心算法,提出了双层混合粒子群优化算法（GA-PSO）。其中内层算法用于优化单一面上路径轨迹,外层算法用于优化多面间加工顺序。通过内外层优化算法间的不断迭代分层优化空行程,实现了整体多工步路径优化。对双层GA-PSO算法进行了算例分析,与遗传算法相比具有更快的收敛速度和更短的加工路径,最后通过虚拟仿真进一步验证了该路径优化算法的可行性。

关键词：加工路径优化,空行程,遗传算法,四主轴头,五轴机床,防碰撞

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51775277）。