[發明專利]一種基于差異演化算法的滾齒工藝參數自適應調整方法

有效

• 申請號: 201410285943.3
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104200270B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 閻春平;曹衛東;肖雨亮
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本發明涉及齒輪滾齒加工技術，尤其是涉及一種基于差異演化算法的滾齒工藝參數自適應調整方法。

背景技術

現代滾齒加工，均是采用自動化加工機床進行加工，加工時需要根據加工要求，對加工工藝參數進行優化決策。在滾齒加工過程中，工藝參數的智能決策的過程變得越來越重要，決策結果對齒輪加工質量和加工效率的影響受到人們廣泛關注。在實際滾齒加工中，特別是在同批次齒輪加工中，齒輪基本參數相同，加工要求相同，但是隨著加工的進行，會出現滾刀微磨損、熱變形等多種情況，目前無論是人工通過查詢手冊進行工藝參數決策，還是通過軟件進行決策，參數調整都比較麻煩，工藝人員大多進行重復工作，很少能夠做到對工藝參數進行自適應調整，調整低效，導致加工出來的齒輪出現表面粗糙度誤差大，廢品率高的現象。隨著人工智能、機器學習等技術的發展，很多國內外學者將這些技術運用到工藝參數自適應調整中，其中，具有代表性的一種技術：差異演化算法亦被引入其中，差異演化算法有多種衍生算法。這類算法本質上是一種貪婪遺傳算法，包含變異、交叉、選擇、評價等操作。

現有的基于差異演化算法的參數自適應調整大都針對于縮放因子和交叉因子等控制參數的調整，并不針對種群個體本身參數的調整，目前在這方面的研究是欠缺的，特別是在滾齒加工領域。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是，怎樣提供一種能夠提高滾齒工藝參數調整效率，降低齒輪表面粗糙度的滾齒工藝參數自適應調整方法，其能夠實現滾齒工藝參數種群的表示及編碼，實現滾齒工藝參數種群優化學習，創建基于多源信息的適應度函數，以結合差異演化算法達到滾齒工藝參數自適應調整的目的。

為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案：

一種基于差異演化算法的滾齒工藝參數自適應調整方法，其特征在于，同批齒輪滾齒加工過程中，工藝參數決策時，按照以下步驟進行滾齒工藝參數自適應調整，具體步驟為：

(1)實現滾齒工藝參數種群的表示及編碼；首先，在n維空間里，根據數據字典隨機產生滿足工件基礎參數和加工要求的NP個個體，構成一代滾齒工藝參數種群，其中n維空間分別對應滾刀類別、滾刀精度、滾刀頭數、螺旋升角、滾刀轉速、軸向進給速度、徑向進給速度、滾切余量、進給量這9個屬性，故n＝9，NP為種群規模，接著，在第g+1代滾齒工藝參數種群中，個體i用向量表示為：1≤i≤NP，g為自然數，從0開始，最后，采用實數編碼方式對滾齒工藝參數種群進行編碼，①對不是數值型的屬性進行語義轉化，轉化為數值，(例如滾刀精度有C、B、A等有限個級別，可將其轉化為對應的數值1，2，3等，)②將數值不連續的屬性默認為是連續的，使其在差異演化計算時，可以進行運算操作，(例如滾刀精度轉為數值1，2，3等時，其中，差異演化計算時有可能出現1.5這個數值，但1.5并不能代表任何一個滾刀精度等級，但還是默認可以進行后續計算)，③對進行賦值，完成編碼；