針對圓柱刀側(cè)銑加工非可展直紋面的原理性誤差問題,提出了一種改進鯨魚刀位優(yōu)化算法,旨在減少側(cè)銑加工時的原理性誤差。首先構(gòu)建單刀位和多刀位下的誤差度量函數(shù);其次在鯨魚算法中引入混沌擾動來更新迭代過程中鯨魚群體中較差的個體;最后通過MATLAB仿真檢驗本文算法的有效性。仿真結(jié)果表明,該方法相比PSO算法在加工誤差上減少了15.7%。 

【文章來源】：計算機時代. 2020,(12)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

誤差函數(shù)示意圖

2 MWOA算法優(yōu)化初始刀位在構(gòu)造了誤差度量函數(shù)后，通過兩點偏置法確定初始刀位，隨后構(gòu)建MWOA刀位優(yōu)化算法調(diào)整若干個刀軸以進一步減小誤差。經(jīng)驗可知，刀軸數(shù)目越大，刀軸形成的軌跡面越精確，但計算效率卻會下降。刀軸矢量的分布如圖2所示，26個刀軸被作為初始優(yōu)化目標(biāo)，把刀軸離散為11個數(shù)據(jù)點，通過MWOA刀位優(yōu)化算法，計算這11個離散數(shù)據(jù)點下最小加工誤差，能夠求得單刀位下最優(yōu)刀軸矢量。

w1(x1,y1,z1)和wn (xn,yn,zn)是待求的刀軸兩端點，其也在刀軸離散點誤差的計算之內(nèi)，由于所在的搜尋區(qū)域為半徑等于5毫米球型區(qū)域，搜索區(qū)域較大，可能出現(xiàn)端點越界的情況，造成較大的誤差。如圖3所示，w1為優(yōu)化過程中刀軸的首端點，wn為刀軸的末端點，Tα為當(dāng)前刀軸矢量，設(shè)計曲面表示為s(u,v),P1為w1到曲面上最近的一點，Pm為wn到曲面上最近的一點，w2為第二個刀軸離散點。以首端點w1為例，若其所在位置在u∈[0,1]之外，則判定為越界，越界會造成較大的計算誤差，需要重新對兩端點所在的位置進行規(guī)劃以減小計算誤差。如圖3所示，wwi為第一個刀軸離散點w1和第二個刀軸離散點w2之間的一點，wwi的位置可以認(rèn)為是w1和w2之間的均分點，i=(0,1,2,…,z)。無論w1越不越界，首先計算w1到曲面s(u,v)的距離的最近點P1，得到P1的位置之后，計算每一個均分點wwi與P1之間的距離di，若存在di<|w1-s(u,v)|，則判定w1為越界點，取最小值di對應(yīng)的wwi作為新的刀軸端點進行誤差計算；若所有di≥|w1-s(u,v)|，則判定w1不是越界點，按原刀軸端點w1進行誤差計算。同理，另一端點wn同上處理。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于人工魚群和粒子群優(yōu)化混合算法的側(cè)銑刀軸軌跡規(guī)劃[J]. 劉紅軍,魏宇祥.  中國機械工程. 2018(23)
[2]基于雙種群遺傳混沌優(yōu)化算法的最優(yōu)時間軌跡規(guī)劃[J]. 鄧偉,張其萬,劉平,宋銳.  計算機集成制造系統(tǒng). 2018(01)
[3]基于四點偏置法的非可展直紋面?zhèn)茹姷段挥嬎鉡J]. 嚴(yán)濤,劉志兵,王西彬,樊勇.  圖學(xué)學(xué)報. 2015(06)
[4]圓錐刀側(cè)銑非可展直紋面刀軸軌跡規(guī)劃的特征線方法[J]. 閻長罡,劉宇,崔云先,鄧曉云.  機械工程學(xué)報. 2015(19)



本文編號：3558379