专利名称：基于遗传算法的多孔并行加工方法
技术领域：
本发明属于可重构制造系统生产控制技术领域，用于可重构并联钻削机床控制技术，具体涉及一种基于遗传算法的多孔并行加工方法。
背景技术：
可重构制造系统可以有效的解决现有制造系统存在的生产效率与柔性之间的矛盾，充分利用现有的资源与适应新加工要求之间的矛盾。大大缩短产品品种与产量变化的制造系统的规划、设计和建造时间及新产品的上市时间，大幅度地压缩系统建造的投资、降低生产成本、保证质量、合理利用资源、提高企业的市场竞争力和获利性。可重构并联机床作为可重构系统的重要组成模块，具有以下特性加工效率高， 成本低，柔性高等。近年来，已有多种理论方法来实现可重构机床的结构设计。如同济大学的李爱萍教授提出特征驱动的可重构机床的设计方法(机械设计与研究，2010， 26(5) :P114-P118)；西北工业大学的王佑君教授对可重构深孔加工机床的部件进行了设计研究，解决了可重构设计中可重构部件设计的难题(机械科学与技术，2009,28(12) P1572-P1575)；华东理工大学王庆明教授根据并行工程理论，提出了一种基于工艺规划与机床配置并行完成的可重构机床设计方法(中国机械工程，2005，16(7) :P588-P593)。上述研究成果对可重构制造系统的物理重构(即硬件重构)提供了重要依据。然而，目前对可重构制造系统中软重构理论的研究相对较少，尤其是对可重构并联机床进行产品加工工艺优化就更少。已有的研究成果大多是提供了一个工艺设计整体框架结构和思路，针对性不强，工艺设计过程复杂，工艺参数难以确定，设计方案只是可行解并不是最优解。而且由于可重构并联机床的运动过程复杂，其工艺设计的变化要求具有高度的柔性和快速的优化能力。因此，现有的多孔并行加工工艺设计和优化方法，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于遗传算法的多孔并行加工方法，解决了现有技术中存在的两方面不足在多种加工约束条件下，孔加工工艺参数快速自动选取困难；多孔加工时工艺路线难以找到最优，尤其是在多孔并行加工时，只能凭借人工经验或根据简单规则来确定，致使加工效率低。本发明所采用的技术方案是，一种基于遗传算法的多孔并行加工方法，以可重构并联钻削数控机床进行多孔加工为应用对象，左刀具只具有X轴横向进给的自由度，右刀具具有X轴横向和Z轴纵向移动的自由度，机床工作台沿Z轴移动并可绕Z轴转动，该方法具体按照以下步骤实施，步骤1 确定安装在可重构并联钻削数控机床工作台上的加工件和右刀具的Z向移动速度Vw、Vt;步骤2 确定加工件及其加工面上各个拟加工孔的相关工艺参数，相关工艺参数包括以下几项
权利要求
1. 一种基于遗传算法的多孔并行加工方法，以可重构并联钻削数控机床进行多孔加工为应用对象，左刀具(1)只具有X轴横向进给的自由度，右刀具(2)具有X轴横向和Z轴纵向移动的自由度，机床工作台沿Z轴移动并可绕Z轴转动，其特点在于该方法具体按照以下步骤实施，步骤1 确定安装在可重构并联钻削数控机床工作台上的加工件(3)和右刀具(2)的Z 向移动速度Vw、Vt;步骤2 确定加工件(3)及其加工面上各个拟加工孔的相关工艺参数，相关工艺参数包括以下几项BHN-零件材料硬度，单位是HB， d-孔的直径，单位是mm， nA-A面上孔的数目，fAJ-加工A面上的第j个孔的进给速度，j = 1,2, ... ,nA,单位是mm/rev， nB-B面上孔的数目，fBt"加工B面上的第t个孔的进给速度，t = 1,2, ... ,nB,单位是mm/rev，hAJ-加工A面上的第j个孔的深度，单位是mm，hBt-加工B面上的第t个孔的深度，单位是mm，Naj-加工A面上的第j个孔的刀具转速，单位是rpm，Nm-加工B面上的第t个孔的刀具转速，单位是rpm，Oaj-面A上的第j个孔的Z向坐标值，单位是mm，0Bt-面B上的第t个孔的Z向坐标值，单位是mm ；步骤3 建立工艺优化目标和约束条件.3. 1)目标函数为孔加工时间最短
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤5中的代码编制具体包括以下几项5.1)设置加工起点分别以两A、B面的第一个加工孔为加工起点5.2)设置主轴参数转速和进给速度；5.3)设定加工指令直线进给、退刀；5.4)设定等待指令加工坐标、主轴转速保持不变；5.5)设定移动指令移动工件或刀具到下一个孔进行加工。
全文摘要
本发明公开了一种基于遗传算法的多孔并行加工方法，以可重构并联钻削数控机床进行多孔加工为应用对象，该方法具体按照以下步骤实施，步骤1确定安装在可重构并联钻削数控机床工作台上的加工件和右刀具的Z向移动速度Vw、Vt；步骤2确定加工件及其加工面上各个拟加工孔的相关工艺参数；步骤3建立工艺优化目标和约束条件，包括孔加工时间、刀具进给速度和转速约束、刀具的寿命约束；步骤4遗传算法求解得到适度值最小的染色体；步骤5根据适度值最小的染色体结构，对零件孔的加工进行数控代码编制，最后进行正式加工。本发明的方法，能够迅速获得孔的加工参数，生成孔的加工路线，生成刀具与时间相关的加工模拟过程。
文档编号G05B19/18GK102193521SQ20111013399
公开日2011年9月21日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者刘永, 李淑娟, 李言 申请人:西安理工大学