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专利号: 2017112125726
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于萤火虫算法的零件群集成工艺路线规划方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对Q个零件分别预存多个工艺路线,将每个零件的多个工艺路线初始化为一个集合,分别表示为PX1,PX2,…,PXQ;

S2:分别从每个零件相应的集合中随机选择一个工艺路线,形成集成工艺路线Xi,其中i=1、2…N,多个集成工艺路线方案组合成萤火虫种群X={X1,X2,...,XN},每一集成工艺路线Xi代表一萤火虫,其中N代表初始萤火虫种群数量;

S3:将每个萤火虫Xi分别按加工特征序列、工序序列、机床序列、刀具序列和进刀方向序列的顺序采用整数编码的方式依次进行标识,即表示为Xi,k,其中,k=1,2,…,5,Xi,k表示每个所述萤火虫Xi中的第k个序列;

S4:计算所述萤火虫种群X中所有萤火虫Xi的亮度,并定义临时整型变量m=2,j=1;

S5:选取萤火虫种群X中的两个萤火虫Xm和Xj,计算出萤火虫Xm和萤火虫Xj之间的距离;

S6:将上述萤火虫Xm和萤火虫Xj的亮度进行比较,亮度较低的萤火虫根据距离按移动规则向亮度较高的萤火虫移动;

S7:j++,若j≤m,则返回S5;若j>m,则继续执行S8;

S8:m++,若m≤N,则令变量j=1,并返回S5;若i>N,则将当前所有的萤火虫进行相互比较,标记出最亮的萤火虫;

S9:若不满足终止条件,则返回S4;若满足终止条件,则更新当前全局最优解;所述终止条件为种群中最亮的萤火虫的亮度不再发生变化时,即算法收敛;

S10:若iter<itermax,则返回S1;否则输出最优零件群的集成工艺路线即最亮的萤火虫;其中iter为当前迭代的次数,itermax为算法的最大迭代次数;

S11:根据最亮的萤火虫的最优化规划方案,解码此方案,生成最终的该零件群的集成工艺规划路线,以根据所述集成工艺规划路线对零件群进行加工时,对每个零件的工艺路线从全局的角度进行优化,进而降低所有零件加工过程中机床及刀具的总更换次数。

2.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的零件群集成工艺路线规划方法,其特征在于,在S3步骤中:将每个所述萤火虫依次按具体的序列标识为Xi,k,h,h=1,2,...,n,Xi,k,h表示Xi,k中的元素;

具体分别为:

Xi,1=[f1,f2,f3,...,ffea_num]其中,fj(j=1,2,...,fea_num)为加工特征编号,fj∈{1,2,...,fea_num};fea_num为零件群包含的加工特征的数量;

Xi,2=[o1,o2,o3,...,ofea_num]其中,oj(j=1,2,...,fea_num)表示第j个加工特征选择第oj个候选加工方法,oj∈{1,...,method_numj};method_numj表示第j个加工特征的加工方法数量;

Xi,3=[m1,m2,m3,...,mop_num]其中,mk(k=1,2,...,op_num)表示第k道工序选择第mk个候选机床,mk∈{1,...,machine_numk};op_num表示零件工艺中所有工序的总数量,machine_numk表示第k道工序可选机床的数量;

Xi,4=[tool1,tool2,tool3,...,toolop_num]其中,toolk(k=1,2,...,op_num)表示第k道工序选择第toolk个候选刀具,toolk∈{1,...,tool_numk};tool_numk表示第k道工序可选刀具的数量;

Xi,5=[tad1,tad2,tad3,...,tadop_num]其中,tadk(k=1,2,...,op_num)表示第k道工序选择第tadk个候选进刀方向,tadk∈{1,...,tad_numk};tad-_numk表示第k道工序可选进刀方向的数量。

3.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的零件群集成工艺路线规划方法,其特征在于,在S4步骤中:根据公式 计算单个萤火虫种群X中所有萤火虫的亮度;

其中w′j为各评价指标的权值,Fj(Xi)为萤火虫Xi对应的集成工艺路线代入到第j个优化目标函数所得的值;

其中

式中,Qos_com是一个四元组向量:Qos_com=(TIME,COST,QUA,ENVI);其中,TIME、COST、QUA和ENVI分别表示工艺时间、工艺成本、工艺质量和环境消耗;

其中

式中,op_Num表示零件工艺方案中的总工序数,M-ei,i+1:表示工序opi过渡到工序opi+1时,是否更换了机床,T-ei,i+1:表示工序opi过渡到工序opi+1时,是否更换了刀具。

4.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的零件群集成工艺路线规划方法,其特征在于,在S5步骤中:根据公式 计算出萤火虫Xm和萤火虫Xj之间的距离。

5.根据权利要求1所述的基于萤火虫算法的零件群集成工艺路线规划方法,其特征在于,在S6步骤中:将上述萤火虫Xi和萤火虫Xj的亮度进行比较,其中萤火虫Xi的亮度为Ii,萤火虫Xj的亮度为Ij,若Ij>Im,则根据 更新Xm向Xj移动后的位置;

若Ij<Im,则根据 更新Xj向Xm移动后的位置;

若Ij=Im,则两个萤火虫都不需要进行移动;

其中:

萤火虫Xm未发生移动的第k个向量的值;

萤火虫Xm发生移动后的第k个向量的值;

β:萤火虫Xm和萤火虫冯之间的吸引力;

α:步长因子;

rand:[0,1]上服从均匀分布的随机因子;

具体的,吸引力β值可进一步根据公式 得出;

式中,rm,j为萤火虫Xm和萤火虫Xj之间的距离;

β0为r=0时的吸引力;

γ为光照吸收率系数。