一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法技术

本发明专利技术公开了一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法。获取待加工零件的加工特征、编码加工工序，确定加工特征和加工工序之间的对应关系；确定加工工序的优先级，随机生成序列项；初始化基本参数，将所得到的加入到序列项样本容量里面，计算序列项的时间规划函数值；根据序列项的时间规划函数值计算潜在优质序列项的相对优质度，删除操作；对局部优质序列项和整体优质序列项进行更新；不断循环迭代，输出获得的潜在优质序列项作为构建待加工零件的加工工序。本发明专利技术适配性更强，效率更高，提高了工序构建的效率，在运用组合机床加工时具有一定的通用性。加工时具有一定的通用性。加工时具有一定的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法


[0001]本专利技术涉及组合机床加工领域的加工工序数据处理方法，涉及一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法。

技术介绍

[0002]组合机床是以通用化、系列化的标准部件为基础，针对不同的产品均配有专业部件的专用机床，组合机床加工提高了机械加工的效率，具有可扩展性、可转换性、灵活性、可重用性及模块化的结构设计等特点，通过模块之间的自由拼接来实现多自由度的加工功能，通过增添、删除或者替换各种功能模块以实现“即插即用”的加工效果，提高生产效率，很好地适应产品快速的更新换代速度，满足了产品加工对加工效率的高要求。
[0003]组合机床加工适用于大批量同种零部件或者不同种类似的零部件的一道或多道工序的加工，例如对汽车气缸体、汽车气缸盖以及汽车发动机盖等进行表面加工。同时，组合机床也可以完成对同种零件多工序整体加工，例如对曲轴等轴类零件、刹车盘等盘类零件以及拨叉类零件等的全部工序加工。通过组合机床加工缩短制造周期，加工成本低，适应大规模生产的需要。
[0004]旋梭是缝纫机的重要组成部分，旋梭类零件主要包括旋梭床、旋梭架以及旋梭板等。旋梭类零件体积较小，结构较为复杂，在普通机床的加工下往往需要较长的加工时间，多轴数控机床能够在保证加工精度的前提下大大缩短加工时间，而旋梭类零件往往成批生产，在大批量的生产需求下，多轴数控机床会产生高昂的加工成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，旋梭类零件加工特征较为明显，在大批量的需求下采用组合机床加工能够缩短加工时间，降低加工成本，提高生产效率，本专利技术提出一种旋梭类零件组合机床的加工优化方法。
[0006]本专利技术的技术方案包括以下步骤：
[0007]1)获取待加工零件的加工特征，编码加工工序，确定加工特征和加工工序之间的对应关系；
[0008]2)确定加工工序的优先级，建立限制性工序构建矩阵P；
[0009]3)根据限制性工序构建矩阵P，随机生成序列项，生成一个目标序列项群和参考序列项群；目标序列项群中的序列项数量远大于和参考序列项群中的序列项数量，具体实施将参考序列项群中的序列项数量设置为仅为1个。
[0010]4)针对目标序列项群和参考序列项群均同步采用以下公式进行处理：
[0011]4.1)初始化基本参数，设定循环次数t与序列项样本容量M；
[0012]4.2)将所得到的序列项加入到序列项样本容量里面，计算序列项的时间规划函数值；
[0013]4.3)根据序列项的时间规划函数值计算序列项的相对优质度，对序列项进行一定
的删除操作，保留时间规划函数值小的序列项作为潜在优质序列项；
[0014]5)对目标序列项群的结果利用局部优质序列项和整体优质序列项进行更新，且利用参考序列项群的结果对目标序列项群进行更新；
[0015]6)判断当前循环次数t0是否达到设定次数t，若t0≤t，则跳回步骤5)继续循环，若t0＞t，则跳出循环，进行下一步；
[0016]7)输出获得的潜在优质序列项作为构建待加工零件的加工工序。
[0017]所述步骤1)中获取待加工零件的各个加工特征，对所需进行的加工工序进行编码(如P1、P2......)，确定加工特征和加工工序之间的对应关系，可以利用对应关系绘制待加工零件的特征
‑
工序表，进行展示。
[0018]所述旋梭零件包括工作环和连接座。
[0019]所述步骤2)中确定加工工序的优先级后，按照以下方式来建立限制性工序构建矩阵P：
[0020][0021][0022]其中，P为限制性工序构建矩阵，n为工序的总数量，P为n
×
n维矩阵，p1，p2，p3，p4……
，p
n
为第1个工序到第n个工序，p1，p2，p3，p4……
，p
n
中的各个工序不重复，p
kl
表示工序p
k
和工序p
l
之间的约束参数；若工序p
k
优先于工序p
l
加工时，p
kl
取值为1，否则为0。
[0023]所述步骤3)中，根据限制性工序构建矩阵P生成工序序列，以一条工序序列作为一个序列项，工序序列是由所有不同的加工工序构成，第i个序列项表示为X
i
＝(x
i1
，x
i2
，x
i3
，
……
，x
in
)，其中x
ij
为第i个序列项中的第j个加工工序，n为加工工序的总数量，随机生成不同的序列项，不同的序列项中的加工工序的排序是不同的，但满足限制性工序构建矩阵P中的加工工序的优先级关系。满足限制性工序构建矩阵P中每两个加工工序的优先级关系在序列项中同样满足，优先级在前的加工工序在序列项中的排序也在前。
[0024]所述步骤4.1)中，基本参数主要包括更新因子τ
t
和第一、第二、第三学习系数w1、w2、w3。
[0025]所述步骤4.2)中，计算每个序列项的时间规划函数，时间规划函数是以加工时间为优化对象，按照以下公式进行计算：
[0026][0027]μ
a
+μ
b
+μ
c
+μ
d
＝1
[0028]0＜μ
a
＜1
[0029]0＜μ
b
＜1
[0030]0＜μ
c
＜1
[0031]0＜μ
d
＜1
[0032]其中，G(t
p
)表示某序列项的时间规划函数值，t
p
表示加工时间，μ
a
表示基本加工时间权重值，tr(T
b
)表示求矩阵T
b
的迹，即矩阵T
b
对角线元素的和，T
b
表示基本加工时间矩阵，μ
b
表示改变加工面所耗用的时间权重值，T
s
(j，：)表示取出改变加工面所耗用时间矩阵T
s
的第j行而形成的一个新的行矩阵，表示单位矩阵的转置矩阵，e表示一个序列项中从左到右每两个相邻工序进行打包的组数，μ
c
表示变更刀具所耗用的时间权重值，t
k|ij
表示加工第j个加工特征相对于加工第i个加工特征更换刀具所耗用的时间，μ
d
表示变更夹具所耗用的时间权重值，t
f|ij
表示加工第j个加工特征相对于加工第i个加工特征更换夹具所耗用的时间，T表示矩阵转置；
[0033]所述步骤4.2)中，主要由基本加工时间t
b
、改变加工面所耗用的时间t
s
、变更刀具所耗用的时间t
k...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：1)获取待加工零件的加工特征，编码加工工序，确定加工特征和加工工序之间的对应关系；2)确定加工工序的优先级，建立限制性工序构建矩阵P；3)根据限制性工序构建矩阵P，随机生成序列项，生成一个目标序列项群和参考序列项群；4)针对目标序列项群和参考序列项群均同步采用以下公式进行处理：4.1)初始化基本参数，设定循环次数t与序列项样本容量M；4.2)将所得到的序列项加入到序列项样本容量里面，计算序列项的时间规划函数值；4.3)根据序列项的时间规划函数值计算序列项的相对优质度，对序列项进行删除操作，保留时间规划函数值小的序列项作为潜在优质序列项；5)对目标序列项群的结果利用局部优质序列项和整体优质序列项进行更新，且利用参考序列项群的结果对目标序列项群进行更新；6)判断当前循环次数t0是否达到设定次数t，若t0≤t，则跳回步骤5)继续循环，若t0＞t，则跳出循环，进行下一步；7)输出获得的潜在优质序列项作为构建待加工零件的加工工序。2.根据权利要求1所述的一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：所述步骤1)中获取待加工零件的各个加工特征，对所需进行的加工工序进行编码，确定加工特征和加工工序之间的对应关系。3.根据权利要求1所述的一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：所述步骤2)中确定加工工序的优先级后，按照以下方式来建立限制性工序构建矩阵P：阵P：其中，P为限制性工序构建矩阵，n为工序的总数量，p
kl
表示工序p
k
和工序p
l
之间的约束参数；若工序p
k
优先于工序p
l
加工时，p
kl
取值为1，否则为0。4.根据权利要求1所述的一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：所述步骤3)中，根据限制性工序构建矩阵P生成工序序列，以一条工序序列作为一个序列项，工序序列是由所有不同的加工工序构成，第i个序列项表示为X
i
＝(x
i1
，x
i2
，x
i3
，......，x
in
)，其中x
ij
为第i个序列项中的第j个加工工序，n为加工工序的总数量，随机生成不同的序列项，不同的序列项中的加工工序的排序是不同的，但满足限制性工序构建矩阵P中的加工工序的优先级关系。5.根据权利要求1所述的一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：所述步骤4.1)中，基本参数主要包括更新因子τ
t
和第一、第二、第三学习系数w1、w2、
w3。6.根据权利要求1所述的一种用于组合机床加工旋梭零件的加工工序构建方法，其特征在于：所述步骤4.2)中，计算每个序列项的时间规划函数，时间规划函数是以加工时间为优化对象，按照以下公式进行计算：μ
a
+μ
b
+μ
c
+μ
d
＝10＜μ
a
＜10＜μ
b
＜10＜μ
c
＜10＜μ
d
＜1其中，G(t
p
)表示某序列项的时间规划函数值，t
p
表示加工时间，μ
a
表示基本加工时间权重值，tr(T
b
)表示求矩阵T
b
的迹，T
b
表示基本加工时间矩阵，μ
b
表示改变加工面所耗用的时间权重值，T
s
(j，：)表示取出改变加工面所耗用时间矩阵T
s
的第j行而形成的一个新的行矩阵，表示单位矩阵的转置矩阵，e表示一个序列项中从左到右每两个相邻工序进行打包的组数，μ
c
表示变更刀具所耗用的时间权重值，t
k|ij
表示加工第j个加工特征相对于加工第i个加工特征更换刀具所耗用的时间，μ
d
表示变更夹具所耗用的时间权重值，t
f|ij
表示加工第j个加工特征相对于加工第i个加工特征更换夹具所耗用的时间，T表示矩阵转置；所述的基本加工时间矩阵T
b
计算为：将所有加工特征共分为a个种类，完成所有加工特征所用的时间用基本加工时间矩阵T
b
来表示：t
bi
＝t
i
×
n
i
其中，t
bi
表示加工第i种加工特征中所有总共所用的平均时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树有，崔旭东，王阳，章宏易，谭建荣，王闻宇，陆昌勇，
申请(专利权)人：杭州大天数控机床有限公司，
类型：发明
国别省市：