基于星点设计-效应面法的激光切割表面质量预测模型.pdf

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1、Techn0lI0gyandT吲工艺与检测基于星点设计一效应面法的激光切割表面质量预测模型童桂徐宏郁汉琪(南京工程学院工程基础实验与训练中心，江苏南京211167)摘要：提出建立一基于星点设计法和效应面法的激光切割表面质量预测模型。模型以切割速度、脉冲频率、气体压力和焦点深度为输入进行多元线性回归，其复相关系数R=0．915；绘制控制工艺参数的效应面三维图形，据此选取最佳的控制参数组合形式；通过实际的激光加工试验，验证上述具有一定的可靠性和研究价值。关键词：激光切割表面质量星点设计法效应面法中图法分类：TG485文献标识码：BForecasting

2、modeloflasercuttingsufacequalificationbasedonCentralCompositeDesign／RespondSurfaceMethodologyTONGGui。XUHong，YUHanqi(EPTC，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，CHN)Abstract：TheforecastmodeloflasercuttingsurfacequalificationwasbroughtupbasedonCCD(CentralCompos—iteDesign)／RS

3、M(RespondSurfaceMethodology)，andthemodelisbasedonfeedrate。pulsefrequen—cy，gaspressureandfocusdepthfortheinputofmultiplelinearregression，anditscomplexcorrelationcoefficientisR=0．915．Bydrawingthethree-dimensionalrespondsurfaceofcontrolparameters，thustheoptiumcombinationofcontrol

4、parameterswasselected．Theresultoftrialsshowedthereliabiliyandresearchvaluebythepracticallasercuttingexperiments．Keywords：LaserCutting；SurfaceQualification；CCD；RSM在激光加工过程中，加工参数选择一直是加工的1星点设计法和效应面优化一个难题，问题的解决往往要借助于现场技术人员的经验进行选定；而且，新材料的试加工往往没有现有的影响激光切割质量的工艺因素很多，包括了激光经验可以借鉴，加工过程可能带

5、来很大的人力和物力属性、透镜属性、机械控制系统、加工材料和工艺参数，资源浪费J。于是如何提升激光加工参数选择的效单个或多个参数的影响形式很难用数值模型方式来模率和准确度相对于激光切割或焊接有着重要的意义。拟J。常规的激光加工工艺过程是利用加工试验不当工艺因素数目较少时可采用析因设计；较多时需合断调整工艺参数来谋求最佳的切割精度和质量，然而理采用试验次数较少的实验设计方案进行优化。目前这个过程通常是非常费时、费力，且可靠性低。对于此国内外普遍采取正交试验设计或均匀设计法来优化试类问题，国内外近年来使用集数学和统计学方法于一验加工策略，然而，均匀设计和

6、正交设计法试验精体的星点设计效应面优化法进行试验设计：(1)实验度不够，且次数较多，建立的数学模型预测性较差。本所得的信息量更大，更直观，更适合于探索陛的实验研文试将制药领域常用的星点设计法和效应面优化法引究；(2)在试验次数和费用并无显著增加的基础上，不入激光切割的质量预测，改进激光切割的工艺方仅提高了试验精度，还由正交设计和均匀设计的筛选案。作用提高了实验的可靠性。南京工程学院科研基金资助项目(KXJ08141)，江苏六大人才高峰第六批资助项目(“三菱可视化e—f@ctory自动化生产线”)··工暑冒}与检测Techn010gyand星点设计效

7、应面优化法：所考察的因素为自变量，是通过板材受热汽化，形成金属蒸气；在焦点之下部分用X(，，⋯，X)表示，考察指标称结果，用Y表示，主要是金属受热熔融由辅助气体吹落。两者切割原理CCD效应面优化主要考察效应变量的作用并对其进的差异导致两部分表面粗糙度有很大差异，．部分的行优化，自变量必须连续而且可由实验者准确控制。表面粗糙度受工艺参数的影响较小，数值表现也较小，星点设计是由二水平析因设计加轴点及中心点组成，且平滑；而下半部分受工艺条件约束，质量较差，变化是多因素五水平的实验设计，一般是以代码的形式编起伏明显。实验中为衡量其数值精度，采用以相距切排的

8、，试验值再转化为真实值，一般代码值为0，±1，割下表面1．5mm为测量基准线，在同一基准线分别11拟定4个取样点，每个取样