Planning strategies for complex shape pocket milling in mechanical parts

Abstract

Przedstawiono metody wyznaczania optymalnych sekwencji narzędziowych w projektowaniu strategii frezowania złożonych kieszeni przy wykorzystaniu określonego zestawu narzędzio-wego. W doborze sekwencji dopuszczalnych uwzględniano eliminację sekwencji nieefektywnych. Alternatywne sekwencje narzędziowe modelowano w postaci ważonych grafów acyklicznych dla generowanych wariantów ścieżek kolejnych narzędzi, dokonując ich oceny kosztowej. SŁOWA KLUCZOWE: komputerowo wspomagane projektowanie procesów, technologiczne obiekty elementarne -TOE, sekwencje narzędziowe, modele grafoweThe article presents a method for determining optimum tool sequences in planning strategies for complex shape pocket milling with a definite tool set. The selection of possible sequences takes into account the elimination of inefficient solutions. Alternative sequences were modelled as weighted acyclic graphs for generated variants of subsequent toolpaths and evaluated in terms of cost. KEYWORDS: CAPP, features, tool sequences, graph modelling Dobór sekwencji narzędziowej dla pojedynczego TOE Celem badań jest wyznaczenie optymalnej sekwencji narzędziowej dla wielozabiegowej obróbki frezowaniem zespołu powierzchni złożonych kieszeni, a realizowanej w zakresie pojedynczego ustawienia przedmiotu [2,6]. W procesie obróbki kieszeni 2,5D jako technologicznych obiektów elementarnych (TOE) F = {f1, f2, … , fm} założono użycie narzędzi ze zbioru T = {t1, t2, … , tn} o średnicach d1>d2> …dn, uwzględniając ograniczenia kolejności zabiegów wynikające z zagnieżdżania cech TOE [1,5]. Rys. 1. ilustruje typowy przykład określonego tu zadania badawczego.Problem doboru strategii narzędziowych należy w istocie do klasy NP-trudnych. Złożoność obliczeniowa zadania w odniesieniu do obróbki pojedynczej cechy wyniesie O(n 2 ), przyjmując, że dla dwu narzędzi o średnicach di>dj, pole powierzchni tej cechy (ograniczonej jej konturem) dostępne dla większego narzędzia jest podzbiorem adekwatnego pola dostępu dla drugiego z nich [9]. Dla dysponowanego zbioru narzędzi o liczności n = 5 (por. tabl. I) nadających się do obróbki TOE f1 (rys.1), wyodrębnić można k = 2 n-1 , alternatywnych sekwencji narzędzi Sk (f1) (tabl. II). Dobór sekwencji do analizy optymalizacyjnej uwzględnia eliminację sekwencji z góry nieefektywnych według następującej reguły decyzyjnej:gdzie: Pj -pole powierzchni cechy f dostępne dla obróbki narzędziem ti (podobnie Pi -narzędziem ti), p -pole górnej powierzchni cechy f (ograniczone jej konturem),  -warunek następstwa wykorzystywanych narzędzi. The article presents a method for determining optimum tool sequences in planning strategies for complex shape pocket milling with a definite tool set. The selection of possible sequences takes into account the elimination of inefficient solutions. Alternative sequences were modelled as weighted acyclic graphs for generated variants of subsequent toolpaths and evaluated in terms of cost. KEYWORDS: CAPP, features, tool sequences, graph modelling Dobór sekwencji narzędziowej dla pojedynczego TOE Celem badań jest wyzna...

Multi-Criteria Comparative Analysis of the Use of Subtractive and Additive Technologies in the Manufacturing of Offshore Machinery Components

“…The total operation cost of CNC milling, C o , comprised two components: machine costs and tool utilisation costs. It was calculated using the following cost model for a multi-cut operation [3]:…”