針對數(shù)控機床銑削加工特點,考慮刀具壽命、加工表面質(zhì)量、切削速率和銑床工藝性能等條件,以銑削加工過程中的單位體積碳排放、單位體積生產(chǎn)成本和加工時間為目標(biāo),以切削速率、每齒進給量和切削寬度三參數(shù)為優(yōu)化變量,建立了銑削加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型,并提出了一種改進的非支配排序引力搜索算法對該多目標(biāo)模型進行求解。在所提出算法中采用精英保留策略和位置更新回退操作,引導(dǎo)群體質(zhì)點向真實Pareto最優(yōu)解集區(qū)域靠近。在遺傳算法的交叉操作啟發(fā)下,提出精英-精英交叉策略和精英-非精英交叉策略,增加了群體多樣性。最后與原始非支配排序引力搜索算法和教學(xué)優(yōu)化算法進行對比,驗證了所提改進算法的優(yōu)越性和可行性。采用灰色關(guān)聯(lián)度法在獲得的Pareto最優(yōu)解集中選擇滿意解,為面向綠色制造的切削參數(shù)優(yōu)化提供了一種新的思路。

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【文章目錄】：
0 引言
1 構(gòu)建銑削加工參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化模型
    1.1 選擇優(yōu)化變量
    1.2 優(yōu)化目標(biāo)
        1.2.1 工藝時間目標(biāo)函數(shù)
            (1)加工準(zhǔn)備時間
            (2)切削作業(yè)時間
            (3)實際換刀時間
        1.2.2 單位體積碳排放目標(biāo)函數(shù)
            (1)切削液使用引起的碳排放[13]
            (2)刀具磨損引起的碳排放
            (3)電能消耗引起的碳排放
        1.2.3 單位體積生產(chǎn)成本目標(biāo)函數(shù)
            (1)電能成本
            (2)刀具損耗成本
            (3)切削液成本
            (4)人工成本
            (5)機床折舊成本
    1.3 約束條件的確定
2 多目標(biāo)非支配排序引力搜索算法
    2.1 原始算法的基本思想
    2.2 原始算法的模型
        2.2.1 質(zhì)點質(zhì)量計算
        2.2.2 質(zhì)點引力計算
        2.2.3 質(zhì)點加速度計算
        2.2.4 質(zhì)點速度和位置更新
    2.3 改進的非支配排序引力搜索算法
        2.3.1 非支配排序方法與擁擠距離
        2.3.2 外部歸檔集合的更新
        2.3.3 更新移動質(zhì)點集合
        2.3.4 移動質(zhì)點的慣性質(zhì)量和加速度
        2.3.5 移動質(zhì)點的進化與變異
        2.3.6 改進算法的實現(xiàn)流程
3 銑削加工多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化實例驗證
    3.1 銑削參數(shù)設(shè)置
    3.2 改進算法參數(shù)設(shè)置
    3.3 優(yōu)化結(jié)果分析
        (1)平均Pareto距離Vpd。
        (2)非支配解數(shù)量Vnp。
        (3)非支配解比例Vrd。
    3.4 多目標(biāo)決策分析
4 結(jié)論



本文編號：3809992