本发明专利技术公开了一种激光切割工艺参数的管理方法，将遗传算法和灰色关联分析法相结合的混合方法用于激光切割质量的多目标优化中，实现激光切割质量的多目标优化，在此基础上建立工艺参数数据库，在不影响控制性能的前提下缩小数据库规模，基于加权模糊C-均值聚类算法实现激光切割工艺参数数据库管理，是一种基于实时加工参数与数据库存储参数相似度的参数管理方法。有效减少了参数管理决策的计算量和计算时间，为高质量的激光切割提供了前提，提高了激光切割的自动化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
为达到生产要求的切割质量，激光切割参数被限定在很窄的工艺区间，传统的人工选择、优化切割工艺的方法更为困难。高质量的切割需求，对激光切割工艺规范的选取提出了更高的要求。目前对激光切割质量的优化研究，多是探索切割工艺参数对切割表面质量的影响规律，并未在此基础上建立健全完善的激光板材切割工艺数据库以供选用，对激光切割参数管理的研究几乎未见报道，这在一定程度上也阻碍了激光切割技术的应用推广。为了促进激光切割技术的应用推广，有必要建立激光切割工艺参数数据库和完善的参数管理方法，减少编程时间，提高板材利用率。·目前在激光切割工艺参数数据库的研究方面，主要是基于模糊关系和网络建立切割参数数据库，在一定程度上提高了激光切割的自动化程度，提高了加工效率，但主要侧重数据库建立方面，对数据参数的管理涉及甚少。由于激光切割参数复杂多变，参数数据库规模庞大，直接影响到实时控制的计算量。因此，仅建立激光切割工艺参数数据库，不能真正实现加工自动设定切割参数的问题。
技术实现思路
为解决以上技术上的不足，本专利技术提供了一种激光切割工艺参数数据库的管理方法，能够及时有效地调取实现激光切割质量的多目标优化目的的工艺参数。本专利技术是通过以下措施实现的本专利技术的，包括以下步骤a.以影响激光切割质量的可调参数为变量，建立用以表示多目标优化问题的多目标稳健模型，利用遗传算法获得满足稳健条件的多个解，采用灰色关联分析法对多个解进行数据处理，以获得灰色关联度最高的一个优化解作为质量特征参数；b.利用上述方法求解激光切割不同加工材料状态下的多目标稳健模型，以相关联的加工材料的特征信息、质量特征参数和可调参数作为一条记录，建立由若干条记录组成的参数管理数据库；c.向参数管理数据库中输入一条包括加工材料的特征信息和质量特征参数在内的加工需求数据，利用加权模糊C-均值聚类算法，调取与该加工需求数据最匹配的一条记录，并从该条记录中输出相关联的可调参数作为加工控制数据。上述在步骤a、b、c中所述的可调参数包括激光功率、切割速度、辅助气体压力、喷嘴直径、焦点位置、激光占空比和激光频率的参数。上述步骤a、b中的多目标稳健模型采用基于目标函数波动范围的改进稳健模型，如下设计变量=X=Iix1, X2, , X7]目标函数F(X) = Lf1(X), , f6 (X)]约束条件=Xi=Xi0,i = I, 2, . . . , 7Afi0(x)L；^ Afi(X) ( A fi0(x)u, i=l, 2, . . . , 6其中，Xitl为第i个变量的设定值；A fiCI(x)L为第i个目标函数的波动值上界，A fi0(x)u为第i个目标函数的波动值下界。上述在步骤a中灰色关联分析法对多个解进行数据处理包括以下步骤步骤I为多目标解的标准化计算；步骤2为灰色关联系数的计算；步骤3为灰色关联度的计算；步骤4为熵测量法计算质量特征权重。上述步骤I中采用的公式为望小特征参数权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤 a.以影响激光切割质量的可调参数为变量，建立用以表示多目标优化问题的多目标稳健模型，利用遗传算法获得满足稳健条件的多个解，采用灰色关联分析法对多个解进行数据处理，以获得灰色关联度最高的一个优化解作为质量特征参数； b.利用上述方法求解激光切割不同加工材料状态下的多目标稳健模型，以相关联的加工材料的特征信息、质量特征参数和可调参数作为一条记录，建立由若干条记录组成的参数管理数据库； c.向参数管理数据库中输入一条包括加工材料的特征信息和质量特征参数在内的加工需求数据，利用加权模糊C-均值聚类算法，调取与该加工需求数据最匹配的一条记录，并从该条记录中输出相关联的可调参数作为加工控制数据。2.根据权利要求I所述激光切割工艺参数的管理方法，其特征在于在步骤a、b、c中所述的可调参数包括激光功率、切割速度、辅助气体压力、喷嘴直径、焦点位置、激光占空比和激光频率的参数。3.根据权利要求I所述激光切割工艺参数的管理方法，其特征在于所述步骤a、b中的多目标稳健模型采用基于目标函数波动范围的改进稳健模型，如下设计变量X- 目标函数F (X) = Lf1(X),, f6 (X)]约束条件Xi = xi0, 1 = 1,2,... ,7 Δ fi0 (X)L 彡 Δ fj (X) ( Δ fi0 (X)u, i=l, 2, . . . , 6 其中，Xitl为第i个变量的设定值；Afitl(X)L为第i个目标函数的波动值上界，Afi0(x)u为第i个目标函数的波动值下界。4.根据权利要求I所述激光切割工艺参数的管理方法，其特征在于 在步骤a中灰色关联分析法对多个解进行数据处理包括以下步骤步骤I为多目标解的标准化计算；步骤2为灰色关联系数的计算；步骤3为灰色关联度的计算；步骤4为熵测量法计算质量特征权重。5.根据权利要求4所述激光切割工艺参数的管理方法，其特征在于 步骤I中采用的公式为 望小特征参数 v * ⑷=ιτ^ιχΑ,Λ^-Λ )' max XXk ) - min >Λ (/: ) 望大特征参数 ^ * =mill AV(Zv)' max Xi(k) - min Xi(k) 望中特征参数 :AU⑷ I'max Α,,(々)-Χ(,,;(/0 其中，i = l，2，...，n;k=l，2，...，p 是第i个序列中的第k个元素的标准化值，Xob (k)是第k个质量特征的期望值，η是实验次数，P是质量特征数； 步骤2采用的公式为全文摘要本专利技术公开了，将遗传算法和灰色关联分析法相结合的混合方法用于激光切割质量的多目标优化中，实现激光切割质量的多目标优化，在此基础上建立工艺参数数据库，在不影响控制性能的前提下缩小数据库规模，基于加权模糊C-均值聚类算法实现激光切割工艺参数数据库管理，是一种基于实时加工参数与数据库存储参数相似度的参数管理方法。有效减少了参数管理决策的计算量和计算时间，为高质量的激光切割提供了前提，提高了激光切割的自动化。文档编号G06F17/30GK102855326SQ201210342590公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日专利技术者郝慧娟, 王茂励, 郝凤琦, 罗旋, 李娟 申请人:山东省计算中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光切割工艺参数的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：a.以影响激光切割质量的可调参数为变量，建立用以表示多目标优化问题的多目标稳健模型，利用遗传算法获得满足稳健条件的多个解，采用灰色关联分析法对多个解进行数据处理，以获得灰色关联度最高的一个优化解作为质量特征参数；b.利用上述方法求解激光切割不同加工材料状态下的多目标稳健模型，以相关联的加工材料的特征信息、质量特征参数和可调参数作为一条记录，建立由若干条记录组成的参数管理数据库；c.向参数管理数据库中输入一条包括加工材料的特征信息和质量特征参数在内的加工需求数据，利用加权模糊C？均值聚类算法，调取与该加工需求数据最匹配的一条记录，并从该条记录中输出相关联的可调参数作为加工控制数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝慧娟，王茂励，郝凤琦，罗旋，李娟，
申请(专利权)人：山东省计算中心，
类型：发明
国别省市：
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