基于遗传算法的数控铣床切削参数优化.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2016．01．022基于遗传算法的数控铣床切削参数优化张楚锋，梁祖欣(广州机床厂有限公司，广东广州511430)摘要：数控机床是典型的机械制造工艺设备和工作母机，其在加工过程中会消耗大量能量，随着能源短缺问题日益突出，数控机床的能耗问题已成为当前国际关注的热点。主要对数控铣床的铣削参数进行了优化，提出了基于遗传算法的切削参数优化方法，该方法以数控铣床能耗和成本为优化目标函数，通过数控铣床技术参数确定约束条件，采用回归分析法获取铣削力参数，最后利用

2、遗传算法对参数模型进行优化求解，并进行实验验证，实验结果表明优化后的切削参数可以满足切削要求，并达到了降低切削能耗的目的。关键词：数控铣床；遗传算法；参数优化中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1009—9492(2016)01—0085一O3CNCMillingMachineCuttingParametersOptimizationBasedonGeneticAlgorithmZHANGChu—feng，LIANGZu—xin(GuangzhouMachineToolWorksCo．，Ltd．

3、，Guangzhou511430，China)Abstract：Machinetoolisthetypicalmechanicalmanufacturingprocessequipmentandthemainworkingmachine．Itproducesalargeamountofenergyintheprocessoftransferringroughcastintoparts．Withtheincreasinglyseriousproblemofenergyshortage，energyconsu

4、mptionofmachinetoolsisbecomingahotspotofinternationalconcern．Therefore，thisthesismainlyfocusesonmillingparameteroptimizationofCNCmillingmachinewhichhasbeenwidelyappliedinCNCmachinetoo1．Andproposedtheeuttingparametersoptimizationmethodbasedongeneticalgorit

5、hm．ThemethodwithCNCmillingmachineenergyconsumptionandcostinordertooptimizetheobjectivefunctionandconstraintconditionsdeterminedbynumericalcontrolmillingmachinetechnicalparameters．Toobtainthemillingforceparametersusingregressionanalysismethodandoptimizethe

6、parametermodelusinggeneticalgorithm．Experimentalresuhsshowthattheuseofoptimizedcuttingparameterscanmeetcuttingrequirementsandachievelowercuttingenergyconsumption．Keywords：CNCmillingmachine；geneticalgorithm；parametersoptimizationO引言内外研究人员做了大量研究：M．Rad—Tolou

7、eit墩目前我国机床消费量巨大，全国机床总功率授以数控铣床为研究对象，进行了大量的切削加已突破亿万千瓦，总耗电量巨大，而机床的能效工实验，建立了加工效率和切削参数的数学模值却非常低，特别是耗电量较大的数控机床。英型，并采用图形法对模型进行了进一步优化，从国Bath大学的Newman教授研究指出数控机床在而得出了最优铣削能耗数学模型；A．I．Sommezt1以切削加工过程中，用于切削的能量利用率值还不切削速度和进给量为优化变量，最小加工成本为到25％，在切削加工过程中，切削用量的选择直目标函数，基于非线性规

8、划方法建立了车削加工接影响到成本、最大生产率以及工件的质量问优化模型；K．Vijayakumaf41以生产成本为目标优题，同时对数控机床能量消耗的影响也是至关重化函数，在约束处理方面，提出稳定切削区域约要的。束的概念，采用蚁群算法优化切削参数，经过多目前，针对数控机床铣削能耗特性问题，国次试验证明该模型的可行性；Librantz等研究了收稿日期：2015—08—26三二I]技术与加工过程中切削参数对成品价格构成的影响，针铣削力