專利名稱：基于遺傳算法的多孔并行加工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于可重構制造系統(tǒng)生產控制技術領域，用于可重構并聯(lián)鉆削機床控制技術，具體涉及一種基于遺傳算法的多孔并行加工方法。
背景技術：
可重構制造系統(tǒng)可以有效的解決現(xiàn)有制造系統(tǒng)存在的生產效率與柔性之間的矛盾，充分利用現(xiàn)有的資源與適應新加工要求之間的矛盾。大大縮短產品品種與產量變化的制造系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和建造時間及新產品的上市時間，大幅度地壓縮系統(tǒng)建造的投資、降低生產成本、保證質量、合理利用資源、提高企業(yè)的市場競爭力和獲利性?？芍貥嫴⒙?lián)機床作為可重構系統(tǒng)的重要組成模塊，具有以下特性加工效率高， 成本低，柔性高等。近年來，已有多種理論方法來實現(xiàn)可重構機床的結構設計。如同濟大學的李愛萍教授提出特征驅動的可重構機床的設計方法(機械設計與研究，2010， 26(5) :P114-P118)；西北工業(yè)大學的王佑君教授對可重構深孔加工機床的部件進行了設計研究，解決了可重構設計中可重構部件設計的難題(機械科學與技術，2009,28(12) P1572-P1575)；華東理工大學王慶明教授根據(jù)并行工程理論，提出了一種基于工藝規(guī)劃與機床配置并行完成的可重構機床設計方法(中國機械工程，2005，16(7) :P588-P593)。上述研究成果對可重構制造系統(tǒng)的物理重構(即硬件重構)提供了重要依據(jù)。然而，目前對可重構制造系統(tǒng)中軟重構理論的研究相對較少，尤其是對可重構并聯(lián)機床進行產品加工工藝優(yōu)化就更少。已有的研究成果大多是提供了一個工藝設計整體框架結構和思路，針對性不強，工藝設計過程復雜，工藝參數(shù)難以確定，設計方案只是可行解并不是最優(yōu)解。而且由于可重構并聯(lián)機床的運動過程復雜，其工藝設計的變化要求具有高度的柔性和快速的優(yōu)化能力。因此，現(xiàn)有的多孔并行加工工藝設計和優(yōu)化方法，需要進一步改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于遺傳算法的多孔并行加工方法，解決了現(xiàn)有技術中存在的兩方面不足在多種加工約束條件下，孔加工工藝參數(shù)快速自動選取困難；多孔加工時工藝路線難以找到最優(yōu)，尤其是在多孔并行加工時，只能憑借人工經驗或根據(jù)簡單規(guī)則來確定，致使加工效率低。本發(fā)明所采用的技術方案是，一種基于遺傳算法的多孔并行加工方法，以可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床進行多孔加工為應用對象，左刀具只具有X軸橫向進給的自由度，右刀具具有X軸橫向和Z軸縱向移動的自由度，機床工作臺沿Z軸移動并可繞Z軸轉動，該方法具體按照以下步驟實施，步驟1 確定安裝在可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床工作臺上的加工件和右刀具的Z向移動速度Vw、Vt;步驟2 確定加工件及其加工面上各個擬加工孔的相關工藝參數(shù)，相關工藝參數(shù)包括以下幾項
權利要求
1. 一種基于遺傳算法的多孔并行加工方法，以可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床進行多孔加工為應用對象，左刀具(1)只具有X軸橫向進給的自由度，右刀具(2)具有X軸橫向和Z軸縱向移動的自由度，機床工作臺沿Z軸移動并可繞Z軸轉動，其特點在于該方法具體按照以下步驟實施，步驟1 確定安裝在可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床工作臺上的加工件(3)和右刀具(2)的Z 向移動速度Vw、Vt;步驟2 確定加工件(3)及其加工面上各個擬加工孔的相關工藝參數(shù)，相關工藝參數(shù)包括以下幾項BHN-零件材料硬度，單位是HB， d-孔的直徑，單位是mm， nA-A面上孔的數(shù)目，fAJ-加工A面上的第j個孔的進給速度，j = 1,2, ... ,nA,單位是mm/rev， nB-B面上孔的數(shù)目，fBt"加工B面上的第t個孔的進給速度，t = 1,2, ... ,nB,單位是mm/rev，hAJ-加工A面上的第j個孔的深度，單位是mm，hBt-加工B面上的第t個孔的深度，單位是mm，Naj-加工A面上的第j個孔的刀具轉速，單位是rpm，Nm-加工B面上的第t個孔的刀具轉速，單位是rpm，Oaj-面A上的第j個孔的Z向坐標值，單位是mm，0Bt-面B上的第t個孔的Z向坐標值，單位是mm ；步驟3 建立工藝優(yōu)化目標和約束條件.3. 1)目標函數(shù)為孔加工時間最短
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟5中的代碼編制具體包括以下幾項5.1)設置加工起點分別以兩A、B面的第一個加工孔為加工起點5.2)設置主軸參數(shù)轉速和進給速度；5.3)設定加工指令直線進給、退刀；5.4)設定等待指令加工坐標、主軸轉速保持不變；5.5)設定移動指令移動工件或刀具到下一個孔進行加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于遺傳算法的多孔并行加工方法，以可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床進行多孔加工為應用對象，該方法具體按照以下步驟實施，步驟1確定安裝在可重構并聯(lián)鉆削數(shù)控機床工作臺上的加工件和右刀具的Z向移動速度Vw、Vt；步驟2確定加工件及其加工面上各個擬加工孔的相關工藝參數(shù)；步驟3建立工藝優(yōu)化目標和約束條件，包括孔加工時間、刀具進給速度和轉速約束、刀具的壽命約束；步驟4遺傳算法求解得到適度值最小的染色體；步驟5根據(jù)適度值最小的染色體結構，對零件孔的加工進行數(shù)控代碼編制，最后進行正式加工。本發(fā)明的方法，能夠迅速獲得孔的加工參數(shù)，生成孔的加工路線，生成刀具與時間相關的加工模擬過程。
文檔編號G05B19/18GK102193521SQ20111013399
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者劉永, 李淑娟, 李言 申請人:西安理工大學