基于改进遗传算法的自由曲面重建及数控加工.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术No．122015年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2015文章编号：1001—2265(2015)12—0109—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．12．029基于改进遗传算法的自由曲面重建及数控加工冰赵艺兵。，温秀兰，张中辉(南京工程学院a．工业中心Ib．自动化学院，南京211167)摘要：提出了用B样条表示自由曲面，基于改进遗传算法(IGA)重建自由

2、曲面，其中节点矢量由IGA优化得到，控制顶点坐标由最小二乘法根据数据点参数值及由IGA优化得到的节点矢量计算得到。改进遗传算法采用实数编码，选择最小代沟模型和混合交叉策略，算法简单，鲁棒性强。通过对自由曲面零件在坐标测量机实测得到数据采用提出的方法重建曲面并生成CAD模型，根据CAD模型图详细分析了零件加工工艺，完成了自由曲面零件的仿真切削与数控加工，经三坐标测量仪对零件实测并计算自由曲面的轮廓度误差验证了曲面重建及加工方法的正确性、合理性。关键词：自由曲面；B样条；改进遗传算法；数控加工中图分类号：

3、TH166；TG65文献标识码：AFree-formSurfaceReconstructionBasedonImprovedGeneticAlgorithmanditsNumericalControlMachiningZHAOYi—bing．WENXiu．1an。ZHANGZhong．hui(a．IndustryCenter；b．AutomationDepartment，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstract：B-spline

4、isusedtoexpressfree—formsurfacepartsandallimprovedgeneticalgorithm(IGA)isproposedtoreconstructfree—formsurface，whereknotvectorsareoptimizedbyIGAandthecoordinatesofcontrolpointsarecalculatedbytheleastsquaremethodaccordingtotheparametervaluesofdatapointsa

5、ndknotvectorsoptimizedbyIGA．IGAisbasedonreal-COdedandtheminimumgenerationgapmodelandmixcrossstrategyareused．Ithastheadvantagesofsimplealgorithmandstrongrobustness．Anactualsurfacewasreconstructedbasedonthedataofanactualfree—formpartsmeasuredoncoordinatem

6、easurementma—chine．BasedtheCADmodeloftheparts，theprocesstechnologyisanalyzedexplicitlyandthestimulationcuttingandnumericalcontrolmachiningofthefree-formpartsarefinished．Thesurfaceprofileerroriscal·culatedbymeasuringthefinishedpartsonCMManditverifiesthat

7、thedesignandmachiningmethodsarecorrectandreasonable．Keywords：freeformsurface；B—spline；animprovedgeneticalgorithm；numericalcontrolmachining解曲线逼近问题，Akemi等使用迭代两间断遗传算0引言法重建多项式B样条曲面。但是，上述方法的实验结自由曲面零件在汽车、飞机、涡轮叶片、直升机螺果多是建立在对仿真模型的验证上，并未对实际自由旋浆等零件中广泛应用，已有学者提出了有关

8、自由曲曲面进行测量和重建。本文以沐浴露瓶实物为例，在面建模和加工方法¨，但多数研究集中在自由曲线曲三坐标测量机上测量该零件，使用提出的方法重建该面的数学表示。数学模型未知的自由曲面建模和制造零件并生成CAD模型，以此为基础，进行自由曲面零对于逆向工程至关重要，逆向工程中主要问题之一是件的仿真加工和数控加工，给出了详细的加工工艺。根据已有零件生成模型或表示模型，再由已生成的模1自由曲面表示型加工零件。对于简单几何形体，由图形生成零件并非很困难，但是对于复杂