论文摘要
随着零件加工复杂程度和制造精度的不断提高,完整加工技术逐步应用,数控机床在高精、高速、高效、复合等方面迅速发展,高柔性、高刚性紧凑型机床显示出了强劲的发展势头,机床复合化这一最新发展动向越来越明显,五轴联动控制加工中心也因其更趋向于小批量复杂零件生产而更多地应用于柔性制造系统(FMS)中,这些都预示着柔性制造系统中刀具数量将越来越大,种类将越来越多,如何对生产加工中的众多刀具进行有效、高效地管理与调度是当前柔性制造技术研究中的一个关键技术。本文在总结了FMS刀具调度优化技术研究现状的基础上,阐述了研究刀具调度优化理论和研发实验系统的意义。在此基础上提出了FMS刀具静动态调度优化方法,基于遗传优化算法的FMS刀具静态调度策略实现生产前刀具的预调度,并通过组合多个调度策略动态优化生产过程中的刀具调度。实例证明能够大幅度减少加工过程中系统内外刀具交换的次数,缩短机床等待刀具的时间,从而提高了刀具利用率和机床加工效率。为了满足FMS刀具调度优化理论验证和教学培训的需求,本文采用嵌入式控制技术进行了FMS刀具管理试验系统的总体设计,并完成了刀具储运控制器软硬件和刀具管理系统的设计与开发。基于嵌入式技术开发的刀具储运控制器功能完善,结构紧凑,使用方便,对实际系统开发具有参考价值。试验运行证明本文开发的刀具管理实验系统能够较好地实现实际生产加工中的刀具储运活动的物理模拟,为验证刀具优化理论起到了积极的作用。同时也为开展相关技术的教学培训提供了良好的技术手段。最后,对本文的研究工作和所取得的研究成果进行了总结,并结合试验运行的体会,提出了进一步展望。