KR102034687B1 - 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형의 최적화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법을 제공하는데, 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 분할하는 단계와, 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 곡면 함수를 획득하는 단계와, 유연 압출 어레이 포락 체적 최적화 목표 함수를 구축하는 단게와, 유효 최적화 구간R을 확정하는 단계와, 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 검색 초기 위치까지 평행이동하는 단계와, 검색 방향을 확정하는 단계와, 각각 x, y 방향의 검색 보폭을 확정하는 단계와, 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하고 유연 압출 어레이 포락 체적 값을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하는 단계와, 검색을 완성하고 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 (x,y)max까지 평행이동하여 유연 압출 어레이 모양 조절 공정으로 이행하는 단계를 포함한다. 본 방법을 응용하면, 오차 범위내에서 준정형 성형한 모래 주형의 캐비티가 모래 주형의 캐비티에 최대한 유사할 수 있다.
Description
본 발명은 무 주형 주조 분야에 관한 것으로, 특히 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형의 최적화 방법(a sand mold digital flexible extrusion near-net forming optimization method based on a search algorithm)에 관한 것이다.
환경 문제가 점점 엄중해지고 환경 보호 의식이 높아짐에 따라 전세계 범위에서 친환경 제조의 소동을 일으켜 친환경 제조 기술의 발전을 촉진하였다. 친환경 제조는 저엔트로피 생산 제조 모드로 제품의 설계, 제조, 사용으로부터 폐기에 이르기까지의 전반 생명주기에 있어서 항상 환경 오염이 가장 적은 요구를 만족시킨다. 생태 환경에 손해가 없거나 아주 적어 환경 보호의 목적을 실현할 수 있다. 그리고 원료의 이용율이 높고 에너지 소비가 적은 장점을 구비한다.
디지털화 무 주형 주조 정밀 성형 기술을 모래 주형 성형에 응용함을 통하여 주조 분야의 주형 제조의 친환경 레벨을 대폭 향상시켰고 목형 또는 금속형의 제조 프로세스를 생략하고 대량의 원료를 절약할 수 있다. 하지만 디지털화 무 주형 주조 정밀 성형 기술에 의하면, 모래 덩어리를 절삭하는 프로세스중의 주물모래의 제거량이 많은 문제에 의하여 모래 주형의 대량 생산 효율이 일정하게 저하되고 이러한 기술을 모래 주형중의 대량 생산에 일반화하는데 한계가 있었다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 선진 성형 기술 및 장비 국가 중점 실험실에서 혁신적인 모래 주형의 디지털화 유연 압출 성형 기술을 제시하여 모래 주형의 준정형 성형을 실현하고 모래 주형의 생산 시간을 단축하며 생산율을 향상시키고 주물모래의 재료와 에너지를 절약할 수 있다.
본 발명은 모래 주형의 디지털화 유연 압출 성형 기술에 관한 것으로 검색 알고리즘에 기반한 준정형 성형 최적화 방법을 제공한다.
본 발명은 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형을 실현하여 주물모래의 낭비를 유효하게 절감하고 모래 주형 성형 효율과 품질을 향상시키는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 하기 기술방안을 이용한다.
(1) 모래 주형의 디지털화 유연 압출 스테이지상의 m×n개의 크기가 a×b인 유연 압출 어레이 배열 상황에 근거하여, 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할하고,
(2) 모래 주형CAD의 3차원 모델의 구동하에 직접 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 곡면 함수
(6) 검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정하고,
(7) x와 y 방향의 오차 요구에 근거하여, 각각 x, y 방향의 검색 보폭 파라미터 Δx와 Δy를 확정하며,
(8) 유효 최적화 구간R내에서 검색하고 검색 과정에 산출한 유연 압출 어레이 포락 체적 값V(x,y)p,q을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하며 대응되는 fi,j(x,y)min의 값을 기록하고,
(9) 검색을 완성하고 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 (x,y)max까지 평행이동하고 유연 압출 어레이 모양 조절 공정으로 이행한다.
진일보로, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이는 길이, 폭, 높이가 각각 a, b, h인 압출유닛으로 구성되는 m×n 어레이이고, 준정형 성형하는 모래 주형의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이상의 성형 공간은 am×bn×h이며, 모래 주형의 유연 압출 어레이의 배열 상황에 근거하여 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할한다.
본 발명의 명세서의 일부분인 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명에 예시적으로 나타낸 실시예 및 그 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 모래 주형의 디지털화 유연 압출 성형 스테이지를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티를 검색 초기 위치까지 평행이동시킨 것을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 준정형 성형하는 모래 주형의 최적화 위치에 있어서 유연 압출유닛으로 모래 주형의 캐비티를 충전한 것을 나타낸 도이다.
여기서, 상기 도면은 하기 부호를 포함한다.
1 : 유연 압출 어레이, 2 : 모래 주형, 3 : 모래 주형의 캐비티.
도 1은 본 발명에 따른 모래 주형의 디지털화 유연 압출 성형 스테이지를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티를 검색 초기 위치까지 평행이동시킨 것을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 준정형 성형하는 모래 주형의 최적화 위치에 있어서 유연 압출유닛으로 모래 주형의 캐비티를 충전한 것을 나타낸 도이다.
여기서, 상기 도면은 하기 부호를 포함한다.
1 : 유연 압출 어레이, 2 : 모래 주형, 3 : 모래 주형의 캐비티.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법을 제공하고 본 발명은 하기 단계를 포함한다.
(1) 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이는 길이, 폭, 높이가 각각 a, b, h인 압출유닛으로 구성되는 m×n 어레이이고 준정형 성형하는 모래 주형의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이상의 성형 공간은 am×bn×h이다. 모래 주형의 유연 압출 어레이의 배열 상황에 근거하여 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할한다.
(2) 모래 주형CAD의 3차원 모델의 구동하에 직접 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 곡면 함수
(3) 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티가 모래 주형의 캐비티에 유사한 정도가 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티의 압출유닛 포락면으로 감싸는 체적 크기와 정비례됨으로 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형의 최적화를 수행하는 것이 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티내 유연 압출 어레이 포락 체적의 최대 값을 구하는 것과 같음으로 목표 함수 를 구축한다.
(4) 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티가 모래 주형의 캐비티에 유사하도록, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이 평면의 가능한 영역에서 V(x,y)에 대한 검색 계산을 수행할 수 있다. 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이가 m×n개의 동일한 a×b×h으로 구성되었음으로 유효 최적화 구간을 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이의 스테이지중의 영역으로 축소시킬 수 있다.
(5) 검색 알고리즘을 실행하는 과정에 간단하게 가능한 영역을 검색하기 위하여, 모래 주형의 캐비티 위치를 유연 압출 어레이의 스테이지 중심A1인 (am/2,bn/2)로부터 검색 초기 위치A1,1인 로 평행이동시킨다.
(6) 검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정한다.
(7) x와 y 방향의 오차 요구에 근거하여 각각 x, y 방향의 검색 보폭 파라미터 Δx와 Δy를 확정한다.
(8) 유효 최적화 구간R내에서 검색하고 검색 과정에 산출한 유연 압출 어레이의 포락 체적 값V(x,y)p,q을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하며 대응되는 fi,j(x,y)min의 값을 기록한다.
(9) 검색을 완성한 후, 모래 주형의 캐비티 위치를 (x,y)max까지 평행이동시키고 전 단계에서 기록한 fi,j(x,y)min의 값에 근거하여 각 압출유닛의 높이를 상승시키거나 하강시킨다.
본 발명을 진일보로 이해하도록, 아래 도 1~3을 참조하여 크기가 80mm×80mm×250mm인 유연 압출유닛으로 구성된 10×8 어레이의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 성형 샘플의 실시예를 설명함으로서 본 발명을 설명한다.
도 1, 2, 3에 도시한 바와 같이, 본 발명은 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법에 관한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이(1)는 길이, 폭, 높이가 각각 80mm, 80mm, 250mm인 압출유닛으로 구성되는 10×8 어레이이고 도 2에 도시한 모래 주형(2)의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이(1)상의 성형 공간은 80mm×80mm×250mm이며 이산화 연구 문제의 수요에 따라, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이 평면을 10×8개의 80mm×80mm의 서브 영역으로 분할한다.
준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티(3)의 곡면의 함수
준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티가 모래 주형의 캐비티(3)에 유사한 정도가 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티의 압출유닛 포락면으로 감싸는 체적 크기와 정비례됨으로 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형의 최적화를 수행하는 것이 준정형 성형하는 모래 주형 캐비티(3)내의 유연 압출 어레이 포락 체적의 최대 값을 구하는 것과 같음으로 목표 함수
이론적으로는, 준정형 성형하는 모래 주형의 캐비티가 모래 주형의 캐비티(3)에 유사하도록, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이 평면의 가능한 영역에서 V(x,y)에 검색 계산을 수행할 수 있다. 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이(1)가 10×8개의 동일한 80mm×80mm×250mm 유닛으로 구성됨으로 유효 최적화 구간을 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이 평면상의 영역으로 축소시킬 수 있다.
검색 알고리즘을 실행하는 과정에 간단하게 가능한 영역을 검색하기 위하여, 모래 주형의 캐비티(3) 위치를 유연 압출 어레이의 스테이지 중심A1인 (400mm,320mm)으로부터 검색 초기 위치A1 ,1인 (360mm,280mm)으로 평행이동시킨다.
검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정한다.
x와 y 방향의 오차 요구에 근거하여 각각 x, y 방향의 검색 보폭 파라미터 Δx와 Δy를 확정하고, 즉 x와 y 방향에 따른 검색 오차는 Δx와 Δy이다.
유효 최적화 구간R내에서 검색하고 검색 과정에 산출한 유연 압출 어레이(1)의 포락 체적 값V(x,y)p,q을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하며 대응되는 fi,j(x,y)min의 값을 기록한다.
검색을 완성한 후, 모래 주형의 캐비티(3) 위치를 (x,y)max까지 평행이동하고 전 단계에서 기록한 fi,j(x,y)min의 값에 근거하여 대응되는 압출유닛의 높이를 상승시키거나 하강시킨다.
상기한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예로, 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명에 여러가지 변화를 가져올 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙을 벗어나지 않는 범위내에서 수행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 본 발명의 보호 범위에 속한다.
Claims (16)
- (1) 모래 주형의 디지털화 유연 압출 스테이지상의 m×n개의 크기가 a×b인 유연 압출 어레이 배열 상황에 근거하여, 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할하는 단계와,
(2) 모래 주형CAD의 3차원 모델의 구동하에 직접 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 곡면 함수
를 획득하는 단계와, 여기서, , 이고,
(3) 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티내 유연 압출 어레이 포락 체적 최적화 함수를 구성하는 단계와,
(4) 준정형 성형하는 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치 유효 최적화 구간을 확정하는 단계와,
(5) 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 검색 초기 위치A1 ,1인 까지 평행이동하는 단계와,
(6) 검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정하는 단계와,
(7) x와 y 방향의 오차 요구에 근거하여 각각 x, y 방향의 검색 보폭 파라미터 Δx와 Δy를 확정하는 단계와,
(8) 유효 최적화 구간R내에서 검색하고 검색 과정에 산출한 유연 압출 어레이 포락 체적 값V(x,y)p,q을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하며 대응되는 fi,j(x,y)min의 값을 기록하는 단계와,
(9) 검색을 완성하고 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 (x,y)max까지 평행이동하고 유연 압출 어레이 모양 조절 공정으로 이행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 단계(1)에 있어서, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이가 길이, 폭, 높이가 각각 a, b, h인 압출유닛으로 구성되는 m×n 어레이이고 준정형 성형하는 모래 주형의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이상의 성형 공간은 am×bn×h이며 유연 압출 어레이 배열 상황에 근거하여 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - (1) 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 분할하는 단계와,
(2) 준정형 성형하는 상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 곡면 함수를 획득하는 단계와,
(3) 유연 압출 어레이 포락 체적 최적화 목표 함수를 구축하는 단계와,
(4) 유효 최적화 구간R을 확정하는 단계와,
(5) 상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하고 상기 유연 압출 어레이 포락 체적 값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 유효 최적화 구간R을 확정한 후, 상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 검색 초기 위치까지 평행이동시키고 상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 검색 초기 위치까지 평행이동시킨 후, 검색 방향 및 검색 보폭을 확정하고, 상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 완성한 후, 상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 상기 유연 압출 어레이 포락 체적 값중의 큰 값이 처한 위치까지 평행이동시키는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 단계(1)에 있어서, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 스테이지상의 m×n개의 크기가 a×b인 유연 압출 어레이 배열 상황에 근거하여, 상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 단계(1)에 있어서, 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이가 길이, 폭, 높이가 각각 a, b, h인 압출유닛으로 구성되는 m×n 어레이이고 준정형 성형하는 모래 주형의 모래 주형의 디지털화 유연 압출 어레이상의 성형 공간이 am×bn×h이며 유연 압출 어레이 배열 상황에 근거하여 상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 준정형 성형 영역을 m×n개의 크기가 a×b인 서브 영역으로 분할하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 검색 초기 위치까지 평행이동시킨 후, 검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정하고 상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제13 항에 있어서,
검색 방향을 x 체증 방향과 y 체증 방향으로 확정한 후, x와 y 방향의 오차 요구에 근거하여 각각 x, y 방향의 검색 보폭 파라미터 Δx와 Δy를 확정하고 상기 유효 최적화 구간R내에서 전반적인 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제14 항에 있어서,
유효 최적화 구간R내에서 검색을 수행하고 검색 과정에 산출한 유연 압출 어레이 포락 체적 값V(x,y)p,q을 비교하며 큰 값을 V(x,y)max로 기억하고 처한 위치를 (x,y)max로 기억하며 대응되는 fi,j(x,y)min의 값을 기록하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법. - 제15 항에 있어서,
검색을 완성한 후, 모래 주형CAD의 3차원 모델의 캐비티 위치를 (x,y)max까지 평행이동시키고 유연 압출 어레이 모양 조절 공정으로 이행하는 것을 특징으로 하는 검색 알고리즘에 기반한 모래 주형의 디지털화 유연 압출 준정형 성형 최적화 방법.
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