一种解决砂带磨削signorini接触问题仿真中的有效方法[外文翻译].rar

一种解决砂带磨削Signorini接触问题仿真中的有效方法

张翔，Bernd Kuhlenko¨tter，Klaus Kneupner
德国 多特蒙德 多特蒙德大学 Leonhard-Euler-Strabe 2 装配和操作系统部门，邮编：44227
2004年8月9日收到，2004年10月8日接受
2004年11月23日网上可见

摘要：
砂带磨削近来被应用于工业机器人的自由曲面加工，以获得较高的生产效率和稳定的表面质量。砂带磨削的仿真过程可以在制造前设计砂带磨削的路径并且记下机器的程序。在仿真中，关键是要获得在工件与弹性轮的接触力分布，因为不均匀分布的局部应力是被切除表面形成不平衡的局部切除量的主要原因。传统的方法是把此接触问题简化为一个Signorini接触问题，利用有限元法（FEM）来计算力的分布。然而，利用有限元计算实际情况过于昂贵以致难以实现。本文提出一种基于支持向量回归（SVR）技术的新模型，来代替有限元法（FEM）计算力的分布。新模型相比有限元模型有小于5％的误差，但是计算起来更快（新模型只用1 s，而有限元要15分钟）。有了这个新的模型，实时仿真甚至是磨削过程的即时控制，都能更快进行。
2004年 爱思唯尔 版权所有。
关键词：砂带磨削；有限元法，仿真，支持向量回归

1、 引言
砂带磨削是一种多磨削刃的加工工艺。作为切削工具的研磨带，是一种涂附磨具并且至少绕在两个轮子上。和工件的被加工表面接触的轮子叫接触轮。如图 1 显示了砂带磨削的研磨过程。在磨具和工件之间的材料是被瞬间切下的。砂带磨削和传统的磨削过程是不同的，在接触轮最外边是一层比较柔软的材料。柔软的接触轮能让砂带在磨削过程中自由的适应工件的加工表面。对复杂曲面的需求主要是由它的功能和审美要求决定的。例如，带弹性接触砂轮的砂带磨削实际应用于涡轮叶片制造，使得其复杂度和表面质量都有提高；也实际应用于水龙头的加工，以满足审美要求。工业机器人作为自动操作者被用到研磨过程中来提高加