本發(fā)明涉及加工鉆孔領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著人民生活水平的不斷提高，對居住環(huán)境和家具的要求也隨之提高，很多開發(fā)商新建的小區(qū)樓盤都是以精裝房來交樓，幾乎都會采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的定制板式家具，因此定制板式家具行業(yè)得到蓬勃發(fā)展。

2、在板式家具生產(chǎn)過程中往往需要將各種規(guī)格不同的木質(zhì)板件進行拼接，以組裝成一個整體，但是組裝過程中，有一部分木質(zhì)工件是需要鉆孔的，鉆孔的目的一般是為了在木質(zhì)工件上安裝其他部件，或者為了更快更好的對家具進行組裝。

3、當(dāng)前對家具工件進行鉆孔的設(shè)備一般都包括有龍門、機頭和夾手三個部分，他們一般都可以進行獨立移動。不同的鉆孔動作排序需要龍門、機頭或夾手不同的移動方案，從而導(dǎo)致他們需要移動不同的距離或產(chǎn)生不同的移動次數(shù)，進而影響整個鉆孔時間和效率。因此不同排列的鉆孔動作順序會導(dǎo)致不同的鉆孔效率。

4、公開號為“cn112462688a”，名稱為“針對數(shù)控六面鉆孔開料機實現(xiàn)刀路規(guī)劃單鉆包的方法、系統(tǒng)、裝置、處理器及其存儲介質(zhì)”的專利申請文件，公開了：

5、一種針對數(shù)控六面鉆孔開料機實現(xiàn)刀路規(guī)劃單鉆包的方法，所述的方法包括以下步驟：（1）進行板材元素分區(qū)預(yù)處理；（2）根據(jù)分區(qū)結(jié)果輸出多個備選的夾持位置；（3）根據(jù)評價函數(shù)得到各項指標(biāo)的最優(yōu)解和最劣解，計算每個夾持策略下與最優(yōu)解和最劣解的貼近程度，并評價整體夾持策略的優(yōu)劣；（4）根據(jù)夾持方案與夾持評價，將分?jǐn)?shù)最高的夾持方案作為最終選擇的夾持方案。

6、上述加工鉆孔方法更多只是考慮夾持位置對鉆孔刀路規(guī)劃的影響，無法有效提升鉆孔效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中加工鉆孔效率低下的問題，本發(fā)明在如下的多個方面中提供方案。

2、在第一方面中，本發(fā)明提供一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，包括：

3、獲取工件所需的所有鉆孔動作，根據(jù)生成規(guī)則生成初始種群，所述初始種群中包括至少兩個鉆孔動作排序方案，每個鉆孔動作排序方案包含所有鉆孔動作；計算所述初始種群中每個鉆孔動作排序方案的適應(yīng)度值；其中，所述適應(yīng)度值與鉆孔動作總時長反相關(guān)；響應(yīng)于不滿足終止規(guī)則，迭代地對所述初始種群中的鉆孔動作排序方案進行選擇、交叉和變異操作，并且計算適應(yīng)度值，直至滿足終止規(guī)則，將最大適應(yīng)度值對應(yīng)的鉆孔動作排序方案作為最優(yōu)鉆孔動作排序方案。

4、有益效果：通過將遺傳算法應(yīng)用于工件鉆孔動作排序中，并對遺傳算法中的適應(yīng)度函數(shù)進行了改進，從而可以從多種鉆孔動作排序方案中得到耗時最短的方案，進而提高了工件鉆孔的效率。

5、優(yōu)選的，所述適應(yīng)度值與鉆孔動作總時長反相關(guān)，包括：計算所述適應(yīng)度值的適應(yīng)度函數(shù)為鉆孔動作總時長的反比例函數(shù)。

6、優(yōu)選的，所述鉆孔動作總時長包括龍門動作時長和機頭動作時長。

7、優(yōu)選的，所述鉆孔動作總時長包括龍門動作時長、機頭動作時長和換夾手動作時長。

8、有益效果：通過龍門動作時長、機頭動作時長和換夾手動作時長可以得到整個鉆孔設(shè)備對工件鉆孔時較為準(zhǔn)確的鉆孔動作總時長，從而能夠得到準(zhǔn)確的適應(yīng)度值。

9、優(yōu)選的，所述換夾手動作時長的計算方法包括：獲取每個鉆孔動作對應(yīng)的夾手安全區(qū)域；利用每個鉆孔動作對應(yīng)的夾手安全區(qū)域，對當(dāng)前鉆孔動作排序方案中相鄰鉆孔動作的夾手安全區(qū)域連續(xù)求交集，得到換夾手的次數(shù)，從而得到換夾手動作時長。

10、有益效果：通過利用每個鉆孔動作對應(yīng)的夾手安全區(qū)域，對當(dāng)前鉆孔動作排序方案中相鄰鉆孔動作的夾手安全區(qū)域連續(xù)求交集，可以得到在當(dāng)前方案下最少的換夾手動作次數(shù)，從而得到在當(dāng)前鉆孔動作排序方案下效率最高的鉆孔方案。

11、優(yōu)選的，所述方法還包括：獲取每個鉆孔動作對應(yīng)的夾手安全區(qū)域；利用每個鉆孔動作對應(yīng)的夾手安全區(qū)域，對所述最優(yōu)鉆孔動作排序方案中相鄰鉆孔動作的夾手安全區(qū)域連續(xù)求交集，得到最優(yōu)夾手安全區(qū)域；根據(jù)所述最優(yōu)鉆孔動作排序方案和所述最優(yōu)夾手安全區(qū)域?qū)λ龉ぜ@孔。

12、有益效果：綜合最優(yōu)鉆孔動作排序方案和最優(yōu)夾手安全區(qū)域兩方面優(yōu)勢，可以對工件更快更安全的鉆孔。

13、優(yōu)選的，所述終止規(guī)則，包括以下至少一個規(guī)則：終止規(guī)則一、所述初始種群中最大適應(yīng)度值大于第一閾值；終止規(guī)則二、在連續(xù)n次迭代中，每次迭代的初始種群中最大適應(yīng)度值與所有迭代中的最大適應(yīng)度值的差值小于第二閾值，所述n為預(yù)設(shè)的第一數(shù)字；終止規(guī)則三、所述迭代次數(shù)達(dá)到m，其中m為預(yù)設(shè)的第二數(shù)字。

14、優(yōu)選的，所述生成規(guī)則，包括以下至少一個規(guī)則：

15、生成規(guī)則一、固定所述工件所需的所有鉆孔動作中的第一動作，再隨機生成所述鉆孔動作排序方案；生成規(guī)則二、固定所述工件所需的所有鉆孔動作中的第一動作，再利用貪心算法生成所述鉆孔動作排序方案；生成規(guī)則三、對所述工件所需的所有鉆孔動作隨機排序；生成規(guī)則四、隨機選取所述工件所需的所有鉆孔動作中的第一動作，再利用貪心算法生成所述鉆孔動作排序方案。

16、優(yōu)選的，所述響應(yīng)于不滿足終止規(guī)則，迭代地對所述初始種群中的鉆孔動作排序方案進行選擇、交叉和變異操作，包括：

17、基于所述初始種群中的鉆孔動作排序方案的適應(yīng)度值，根據(jù)輪盤賭算法對鉆孔動作排序方案進行選擇，得到第一種群；

18、隨機獲取交叉點位，對所述第一種群中的鉆孔動作排序方案進行順序交叉得到第二種群；預(yù)設(shè)隨機變異概率，對所述第二種群中的鉆孔動作排序方案進行隨機變異得到第三種群作為初始種群。

19、有益效果：通過對所述初始種群中的鉆孔動作排序方案進行選擇、交叉和變異操作，可以自己生成新的鉆孔動作排序方案，擴大整個鉆孔動作排序方案的范圍，從而可以在更大范圍內(nèi)篩選出效率更高的鉆孔動作排序方案。

20、在第二方面中，本發(fā)明還提供一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的系統(tǒng)，包括：存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)上述一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法。

21、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過將遺傳算法應(yīng)用于工件鉆孔動作排序中，并對遺傳算法中的適應(yīng)度函數(shù)進行了改進，從而可以從多種鉆孔動作排序方案中得到耗時最短的方案，進而提高了工件鉆孔的效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述適應(yīng)度值與鉆孔動作總時長反相關(guān)，包括：計算所述適應(yīng)度值的適應(yīng)度函數(shù)為鉆孔動作總時長的反比例函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述鉆孔動作總時長包括龍門動作時長和機頭動作時長。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述鉆孔動作總時長包括龍門動作時長、機頭動作時長和換夾手動作時長。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述換夾手動作時長的計算方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述終止規(guī)則，包括以下至少一個規(guī)則：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述生成規(guī)則，包括以下至少一個規(guī)則：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法，其特征在于，所述響應(yīng)于不滿足終止規(guī)則，迭代地對所述初始種群中的鉆孔動作排序方案進行選擇、交叉和變異操作，包括：

10.一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的系統(tǒng)，其特征在于，包括：存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項所述基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及加工鉆孔領(lǐng)域，尤其涉及一種基于遺傳算法確定工件鉆孔順序的方法及系統(tǒng)。該方法包括：獲取工件所需的所有鉆孔動作，根據(jù)生成規(guī)則生成初始種群，所述初始種群中包括至少兩個鉆孔動作排序方案，每個鉆孔動作排序方案包含所有鉆孔動作；計算所述初始種群中每個鉆孔動作排序方案的適應(yīng)度值；其中，所述適應(yīng)度值與鉆孔動作總時長反相關(guān)；響應(yīng)于不滿足終止規(guī)則，迭代地對所述初始種群中的鉆孔動作排序方案進行選擇、交叉和變異操作，并且計算適應(yīng)度值，直至滿足終止規(guī)則，將最大適應(yīng)度值對應(yīng)的鉆孔動作排序方案作為最優(yōu)鉆孔動作排序方案。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中加工鉆孔效率低、耗時長的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡建發(fā),曾晶,劉超,陳宏,何建勇
受保護的技術(shù)使用者：南興裝備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19