- 相關(guān)推薦
遺傳算法在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
遺傳算法在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用
摘要：遺傳算法(Genetic Algorithm)是一種新型的計(jì)算模型，該算法從代表問題可能潛在的解集的一個(gè)種群入手，經(jīng)過遺傳算子交叉與變異，產(chǎn)生新的解集的方法。
本文通過針對(duì)遺傳算法的運(yùn)用，針對(duì)數(shù)字控制中存在規(guī)劃路徑單一以及程序時(shí)間不能優(yōu)化的問題，運(yùn)用遺傳算法對(duì)復(fù)雜零件的最優(yōu)化問題起到了良好的解決最用。
關(guān)鍵詞：遺傳算法 數(shù)控技術(shù) 優(yōu)化路徑
1前言
數(shù)控技術(shù)中有一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是使運(yùn)動(dòng)路徑的時(shí)間最短，運(yùn)用遺傳算法可以計(jì)算最佳的刀具切入角度以及路徑方向來達(dá)到最短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
本文提出了一種基于數(shù)控技術(shù)的遺傳算法，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，利用這種方法可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的路徑時(shí)間的預(yù)算。
本算法主要由兩個(gè)主要部分組成：(1)在保證零件技術(shù)精度的基礎(chǔ)上優(yōu)化路徑的方向。
(2)在已經(jīng)確定好機(jī)床技術(shù)參數(shù)以及余量等數(shù)值的基礎(chǔ)上優(yōu)化軌跡路線。
2算法分析
在一般的數(shù)控編程軟件中，因?yàn)榱慵梢宰鳛槌跏冀嵌鹊姆秶梢杂?60°的選擇，所以不同的軟件可以生成360種方案。
運(yùn)用遺傳算法后可以改善可見性程序的選擇方向，在保證順利完成零件工藝圖紙的前提下，利用初始變量角度的變化，來實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的技術(shù)路徑的規(guī)劃。
通過曲線圖可以看出，在軟件預(yù)算中會(huì)遇到三角體積間隙的問題，為了使間隙最小化必須要找到一個(gè)合適的技術(shù)角度，通過這個(gè)角度值來達(dá)到最小的程序運(yùn)算時(shí)間。
現(xiàn)在利用遺傳算法，可以計(jì)算每個(gè)粗加工路徑規(guī)劃中的刀具的直徑以及360°角范圍內(nèi)的路線的時(shí)間[2]。
其次，在遺傳算法中還需要對(duì)變量進(jìn)行賦值。
以前的數(shù)控技術(shù)程序在完成路徑規(guī)劃后，會(huì)生成一組技術(shù)程序，這個(gè)程序只是針對(duì)當(dāng)前的技術(shù)的一個(gè)優(yōu)化的路徑，對(duì)于復(fù)雜的程序中遇到的多角度的選擇上，不會(huì)出現(xiàn)多組角度的變化來給操作者進(jìn)行選擇，這種單一的路線對(duì)于程序時(shí)間的把握并不能達(dá)到最佳的規(guī)劃。
現(xiàn)在利用遺傳算法技術(shù)，我們?cè)谠O(shè)定變量中可以把初始角度作為規(guī)劃變量輸進(jìn)去，這樣后期利用算法的公式可以產(chǎn)生許多組不用的路徑，每一個(gè)路徑的運(yùn)算結(jié)果可能都不盡相同。
根據(jù)算法公式的結(jié)果可以看到，作為變量的初始角度X1可以有360個(gè)可以選擇的方向，那么在遺傳算法中，變量X1的取值以0到 360做為一個(gè)區(qū)間。
第二個(gè)輸入到算法中的量X2是粗切削刀具的直徑。
本遺傳算法沒有把精加工這個(gè)尺寸規(guī)劃到變量中，雖然精切削的數(shù)值一樣會(huì)影響算法最后的數(shù)組。
如果把精切削尺寸的數(shù)組算進(jìn)去，最后得到的結(jié)果會(huì)是一組復(fù)雜的結(jié)果，為了簡(jiǎn)化算法，我們將刀具精切削的尺寸以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)作為一個(gè)恒定的數(shù)字來進(jìn)行賦值。
表1是對(duì)遺傳算法結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)時(shí)所設(shè)定的不一樣的規(guī)劃變量X2粗切削時(shí)刀具直徑的尺寸。
在這表中我們看到了精切削的刀具尺寸同樣會(huì)以一個(gè)固定值得形式出現(xiàn)。
目標(biāo)函數(shù)方程(2.13)中X1，X2相對(duì)應(yīng)的在上述方程中描述的技術(shù)角度X1和粗切削刀具直徑X2。
確立函數(shù)之前，要結(jié)合表2.1中各個(gè)參數(shù)的數(shù)值來進(jìn)行設(shè)定，對(duì)于運(yùn)算速度與刀具切削量，下標(biāo)F和X2分別代表粗切削和精切削刀具。
方程(2.13)中的通過對(duì)刀具切削量的應(yīng)用來達(dá)到對(duì)刀具使用次數(shù)的預(yù)算，而刀具使用次數(shù)又可以通過切削余量以及刀具直徑進(jìn)行規(guī)劃。
通過對(duì)函數(shù)數(shù)值進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化后可以發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)解是指在單位時(shí)間上切削量最多的一組數(shù)值。
3結(jié)語
遺傳算法在數(shù)控技術(shù)中的應(yīng)用，可以通過以下條件實(shí)現(xiàn)：
第一步，建立函數(shù)需要的規(guī)劃變量的取值。
這個(gè)取值的集合是根據(jù)隨機(jī)算法產(chǎn)生的，每個(gè)取值都可以產(chǎn)生一組路徑。
第二步，函數(shù)針對(duì)第一步的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，并且比較不同路徑所產(chǎn)生的數(shù)值，然后進(jìn)行篩選，從他們中間產(chǎn)生兩組獨(dú)立的互不影響的數(shù)值，這兩組數(shù)值必須是其中最佳的，用他們當(dāng)做初始值來進(jìn)行計(jì)算。
這兩個(gè)數(shù)值經(jīng)過一定的交叉和變形，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)值。
這個(gè)數(shù)值作為一種新的結(jié)果進(jìn)行儲(chǔ)存，以創(chuàng)建第二數(shù)據(jù)集合使用。
然后重復(fù)該過程直到找到最適合的解決方法。
參考文獻(xiàn)
[1]張朝輝.結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實(shí)例解析[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.22-28.
[2]劉霞.復(fù)雜曲面零件的 RE/RP 集成技術(shù)研究[D].天津：天津理工大學(xué)碩士，2009.
【遺傳算法在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用】相關(guān)文章：
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)歷10-05
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)歷范文10-26
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)歷模板10-26
數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工的應(yīng)用論文10-08
數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用個(gè)人求職簡(jiǎn)歷模板10-26
數(shù)控技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用論文10-08
數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用-英文簡(jiǎn)歷范文10-26
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)個(gè)人求職簡(jiǎn)歷范文10-06