改进遗传算法在箱体零件加工路线优化中的应用.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12012年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2012文章编号：1001—2265(2012)Ol一0085—04改进遗传算法在箱体零件加工路线优化中的应用刘持平，董成(贵州大学机械工程学院，贵阳550003)摘要：研究了加工路线优化问题和遗传算法在此问题中的运用。在此基础上添加惩罚函数来改进适应度函数，添加自适应策略并修改选择算子来改进算法流程。最后以箱体零件为例，用VC++编程实现该算法的加工路线优化，对结果进行分析，验证了其可行性和有效性。关键词：加工路线优化

2、；惩罚函数；遗传算法；工艺约束；CAPP中图分类号：TH162；TP391文献标识码：AOptimizationofManufacturingSequenceBasedonImprovedGeneticAlgorithmaboutBoxPartLIUChi—ping，DONGCheng(SchoolofMechanicalEngineering，GuizhouUniversity，Guiyang550003，China)Abstract：Researchedontheproblemofmanufacturingsequenceoptimizationandtheapplicat

3、ionofgenet—icalgorithmsinthisproblem．Onthebasis，thepaperaddedpunishfunctiontoimprovefitnessfunction．Besides，thepaperaddedadaptivestrategyandmodifiedSelectionoperatortoimprovedflowofgenetical—gorithm，whichcanimprovethevelocityofconvergenceandveracityofgeneticalgorithms．Eventually，takentheboxp

4、artsastheexampletoachievetheoptimizationofmanufacturingsequencebyprogrammingwithVC++andanalyzedtheresult．whichprovesthealgorithm~feasibilityandeffectiveness．Keywords：manufacturingsequenceoptimization；punishfunction；geneticalgorithms；processcon-straint：CAPP数进行改进，引入惩罚函数，综合考虑机床、刀具、夹0引言具因素和工艺约束限

5、制的问题，并添加自适应策略、计算机辅助工艺设计(ComputerAidedProcess修改选择算子来改进算法流程。最后以箱体零件为Planning，CAPP)是联接设计和制造的纽带，其目的是例，用VC十+编程实现了该算法的加工路线优化，并提高工艺设计的质量和效率，减少工艺人员从事的对结果进行分析。烦琐重复性劳动。随着现代集成制造技术的迅猛发1问题描述展，以及多品种、小批量的生产越来越占主导地位，CAPP系统的研究与开发显得尤为重要。工艺路线对于加工路线优化这种带约束的非线性规划问决策是CAPP的重点和难点之一。工艺路线的确定题，很难用传统的优化算法来解决。遗传算法是将(主要是

6、加工路线的排序)是工艺设计合理与否的关生物进化中自然选择的法则用于解决科学研究和工键，它直接影响CAPP系统的实用程度⋯。箱体零件程实际中遇到的各种优化问题。运用遗传算法，需不同于具有相识性的回转体类零件，难以建立成组要先将零件的每个特征按加工要求生成加工方法，工艺，所以其工艺路线决策更加困难。例如：特征“平面”，设计公差IT=8、表面粗糙度Ra加工路线的确定实际上是一个带约束的非线性为3．2的加工方法为：粗铣一精铣，由两个加工元组规划问题，因为它不仅受机床、刀具和夹具等因素的成。将所有特征的每个加工元组成链，生成加工链。影响，而且受工艺约束的制约。文献[2-8]研究了遗然后利

7、用遗传算法中的交换和变异等算子对加工链传算法在工艺路线优化中的应用，获得了较好的加进行迭代优化，最终生成最优加工路线。工工艺。本文在研究原有理论的基础上对适应度函收稿日期：2011—06—13；修回日期：2011—07—12作者简介：刘持平(1954一)，女，江苏人，贵州大学机械工程学院教授，从事制造系统自动化、计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助生产管理系统的研究，(E—mail)epliu@gzu．edu．cn。·86·组合机床与自动化加工技术第1期装夹得分(n个加工元，m种装夹类型，Ⅳ。