《國際機(jī)械加工工具和制造45》（2005）641—648
附件 C：譯文

砂帶磨削進(jìn)行曲面加工時(shí)解決Signorini問題的一種有效的方法
———————————————————————————————————————摘要：
最近工業(yè)機(jī)器人被引進(jìn)用在砂帶磨削曲面加工中，以期獲得更高的生產(chǎn)效率和恒定的表面加工質(zhì)量。這種對(duì)砂帶磨削的仿真可以促進(jìn)加工前磨削路徑的規(guī)劃和機(jī)械程序的編寫，在這種仿真過程中，關(guān)鍵是獲得工件和彈性接觸輪接觸區(qū)域的載荷分布，因?yàn)榫植枯d荷不均勻分布是引起摩擦表面不規(guī)則移動(dòng)的主要原因。傳統(tǒng)的方法是將這種接觸形式簡化為一種Signorini接觸問題，并用有限元（FEM）計(jì)算表面載荷分布狀況，但是在遇到即時(shí)作業(yè)需要時(shí)，有限元模型計(jì)算耗費(fèi)太多。故在這篇論文中一種新的基于支持向量回歸的新技術(shù)代替有限元分析來計(jì)算表面載荷分布，這種模型有近似于FEM的小于5％的誤差，但它的執(zhí)行更快（1秒相當(dāng)于FEM的15分鐘），在這種新的模型下，即時(shí)作業(yè)仿真甚至是對(duì)磨削加工的在線控制都可以被更好的指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞：砂帶磨削；有限元方法；仿真；支持向量回歸。
１.簡介：
砂帶磨削是一種不規(guī)則幾何的端面切割的機(jī)械加工方法，作為切割工具的磨削帶由涂抹有研磨劑的帶組成，至少由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輪支承連接。接地的工件被退到旋轉(zhuǎn)輪中的一個(gè)輪上，這個(gè)輪子就叫接觸輪。圖1．顯示了砂帶磨削的加工操作。在工件和研磨劑非永久性接觸下原料被切除，砂帶磨削是傳統(tǒng)研磨加工的一種變體，其中接觸輪的外層是由軟性材料制成，這種軟性輪使這種加工適合于曲面生產(chǎn)，這得益于它對(duì)工件表面的適應(yīng)。摘要復(fù)雜曲面的需求要來源于功能和美學(xué)兩方面的必須。例如，為了滿足美學(xué)要求，有彈性接觸輪的砂帶磨削加工實(shí)際應(yīng)用于加工渦輪刀具以及自來水龍頭的加工。為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)機(jī)器人以自動(dòng)機(jī)械手的方式被引進(jìn)到研磨加工中，但是，由于工件表面的復(fù)雜，機(jī)器人編程依然是一項(xiàng)艱苦的工作，雖然一些脫機(jī)程序業(yè)也是有效的，但這依舊是個(gè)高度依賴程序員的經(jīng)驗(yàn)的工作。為了促進(jìn)加工自動(dòng)化，對(duì)即時(shí)研磨狀態(tài)的仿真時(shí)必要的。通過仿真結(jié)果，研磨軌跡的規(guī)劃和機(jī)械手反應(yīng)調(diào)整可以被自動(dòng)執(zhí)行。
這篇論文提出了一個(gè)曲面砂帶磨削的仿真結(jié)構(gòu)和一個(gè)新的解決Signorini接觸問題的方法，以加速計(jì)算和滿足即時(shí)仿真的要求。論文安排如下：第2部分將介紹簡單成型加工的整體研磨模型和一種新型的曲面加工的局部研磨模型。