专利名称：一种复杂工件夹紧力作用区域的规划算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种规划算法，尤其涉及一种复杂工件夹紧力作用区域的规划算法。
背景技术：
无论是在传统制造业还是现代柔性制造系统(FMS，Flexible Manufacturing System)中，大量的加工操作都需要装夹。工件装夹是定位与夹紧的统一过程。为了避免精确定位后的工件在切削力等外力作用下遭到破坏，必须设计合理机构将工件压紧夹牢。随着产品质量的提高、制造周期的缩短以及产品小批量化的发展，传统的依靠经验和试验纠错的夹具设计方法越来越不能满足人们的需要了。Kang等人建立了稳定裕度非负的判断方法。而Hurtado等人提出了刚度矩阵最小广义特征值的稳定性判据。但是，这种稳定性判断必须以确定接触力为前提。以工件稳定性为约束条件，Gui、Qin等人分别以最小的工件位置偏移、最小的工件总余能原理为目标建立了接触力的确定模型。而Chen等人则假定工件处于稳定状态下，利用有限元技术实现接触力的求解。目前，针对于夹紧力作用区域的准确快速规划，尚没有一种可以普遍认同适用的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种复杂工件夹紧力作用区域的规划算法，本方法将待夹紧工件表面进行表面网格划分，利用建立的工件夹紧稳定数学模型，逐次分析各个节点的稳定性，再将所有具有夹紧稳定性的节点连接起来，组成夹紧力稳定作用区域。本发明是这样来实现的，方法步骤为
第一步将复杂形状的工件夹紧特征表面网格离散化，获取每个网格节点的位置信息， 包括坐标、法向量等信息；
第二步将任意接触表面等效地近似为凸多边形，获得凸多边形顶点，即可将任意接触转化为点接触；
第三步选择任意一个网格节点作为第一个夹紧力作用点，分析工件稳定性； 第四步按照逆时针的由外向内或顺时针的由内向外，选择相邻网格节点作为下一个夹紧力作用点，分析工件稳定性；
第五步将所有具有稳定性的网格节点定向依次连接起来，组成夹紧力作用区域。本发明中，工件夹紧稳定的数学模型是基于虚功原理和线性规划技术建立的工件稳定性判断算法。对于任意夹紧方案，设有《个定位元件以及/7个夹紧元件。工件受到给定的外力 (包括工件重力、夹紧力以及切削力)时，第i个定位元件(或夹紧元件)处的接触力为巧(忽略工件与定位元件、夹紧件之间的摩擦)。
权利要求
1. 一种复杂工件夹紧力作用区域的规划算法，其特征是方法步骤为 第一步将复杂形状的工件夹紧特征表面网格离散化，获取每个网格节点的位置信息， 包括坐标、法向量等信息；第二步将任意接触表面等效地近似为凸多边形，获得凸多边形顶点，即可将任意接触转化为点接触；第三步选择任意一个网格节点作为第一个夹紧力作用点，分析工件稳定性； 第四步按照逆时针的由外向内或顺时针的由内向外，选择相邻网格节点作为下一个夹紧力作用点，分析工件稳定性；第五步将所有具有稳定性的网格节点定向依次连接起来，组成夹紧力作用区域。
全文摘要
一种复杂工件夹紧力作用区域的规划算法，方法步骤为第一步将复杂形状的工件夹紧特征表面网格离散化；第二步即可将任意接触转化为点接触；第三步选择任意一个网格节点作为第一个夹紧力作用点，分析工件稳定性；第四步分析工件稳定性；第五步将所有具有稳定性的网格节点定向依次连接起来，组成夹紧力作用区域。本发明的技术效果是(1)适用于任意形状工件夹紧方案的分析和设计；(2)可以验证已拟定的夹具夹紧方案的可行性；(3)能为已有的夹紧方案提供可靠的参考依据；(4)为计算机辅助夹具设计系统的开发提供了新的技术支持。
文档编号G06F17/50GK102156778SQ201110091098
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者叶海潮, 秦国华, 郭西园 申请人:南昌航空大学