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时间:2020-04-05
《基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2014年11月机床与液压NOV.20l4第42卷第21期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1.42No.2lDOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2014.21.041基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化王英乾,刘强,夏鸿建,龚俭龙(广东工业大学机电工程学院,广东省微纳加工技术与装备重点实验室,广东广州510006)摘要:立柱是机床的核心部件之一,其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床的立柱结构作为研究对象,通过仿真实验的方法给立柱的刀具
2、磨削点上施加谐响应力,获得立柱在0—175Hz下的动态响应参数。综合利用中心复合实验设计、响应曲面法、多目标遗传算法对立柱结构的最大谐响应振幅、立柱的质量及一阶固有频率为目标变量进行多目标优化,获得立柱设计变量的Pareto解。结果表明:经过多目标优化设计后,立柱质量没有增加的前提下,立柱的最大响应振幅大大降低,从而提高立柱的动态刚度和机床的加工精度。关键词:立柱;动态特性;超精密机床;谐响应分析;遗传算法;加工精度中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1001—3881(2014)21—157—
3、4加lti-oHectiveOptimizationforColumnofPrecisionMachineToolsBasedonGeneticAlgorithmWANGYingqian,LIUQiang,XIAHongjian,GONGJianlong(Micro-nanoProcessingTechnologyandEquipmentProvincialKeyLaboratory,CollegeofMechatronicsEngineering,GuangdongUniversityofTechnol
4、ogy,GuangzhouGuangdong510006,China)Abstract:Columnisoneofthecorecomponentsofthemachinetool,whichdynamiccharacteristicsisoneoftheimportantfac—torswhichdeterminetheprocessingaccuracyofsuperprecisionmachine.Bytakingastudyobjectofcolumnstructureofgrindingma—c
5、hinewithprecisionopticalfibermicro-Vchannel,throughexertingharmonicresponseforceoncuttergndingpointofcolumnstruc—turebythemethodofsimulationexperiment,thedynamicresponseparametersofcolumnbetween1Hzand175Hzwereobtained.Byutilizingthecentralcompositedesigna
6、ndresponsesurfacemethodologyaswellasmulti—objectivegeneticalgorithm,thelargestharmon—icresponseamplitude,thequalityandthefirstordernaturalfrequencyofcolumnstmcturewereoptimizedasobjectivevariables,andthepraetosolutionofcolumndesignvariableswasfoundout.The
7、resultsshowthataftermulti-objectiveoptimizeddesign,onthepre—conditionthattheweightofthecolumndoesn’tincrease,them~imumamplitudeofresponseofthecolumnisgreatlyreduced,conse-quentlyimprovedthedynamicstiffnessofthecolumnsandtheprocessingprecisionofmachinetool
8、s.Keywords:Column;Dynamiccharacteristics;Superprecisemachinetools;Harmonicresponseanalysis;Geneticalgorithm;Processingprecision0前言成为设计成功与否的关键。在机床加工过程中,精密加工技术是现代高科技产业和科学技术的发主轴的径向、轴向微跳动导致机床产生非稳态切削力展基础,是现代制造科学的发展方向¨。微V
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