[發明專利]一種端銑加工表面誤差預測及仿真方法

有效

• 申請號: 201410504201.5
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104298818B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 焦黎;王西彬;錢鈺博;孫厚芳;解麗靜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種端銑加工表面誤差預測方法，其特征在于，該端銑加工表面誤差預測方法包括：建立單因素加工誤差模型和多因素耦合加工誤差模型，獲得被加工表面上一定數目點的加工誤差后，采用基于遺傳算法的端銑加工表面平面度誤差預測；獲得被加工表面上一定數目點的加工誤差后，采用基于遺傳算法的端銑加工表面平面度誤差預測具體的方法包括：

步驟一，平面度誤差分析：

評定方法采用最小包容區域法時；

根據最小包容區域確定的平面方程為z＝ax+by+c，平面上各個被測點相對于最小包容平面的偏移量dij可表示為：dij＝zij-axi-byj-c，其中zij為被測平面點實際坐標，故平面度誤差δ表示如下式所示：

δ = d max - d min = [ max ( z i j - ax i - by j ) - min ( z i j - ax i - by j ) ] 1 + a 2 + b 2 ]]>

通過迭代求解可求得使上式最小的a、b參數值，從而計算出平面度誤差；采用基于實數自適應遺傳算法對其進行求解；

步驟二，在平面度誤差求解過程中采用基于實數編碼的自適應遺傳算法，具體編碼策略及遺傳操作如下：

(1)編碼策略：

每個基因有0-9共10種可能取值，若每個變量用L位十進制數表示，變量個數為m，染色體長度為m×L；對參數a、b采用8位編碼；

(2)遺傳操作：

首先將種群個體根據個體適應度大小進行排序，基于線性或非線性函數分配選擇概率，使得個體適應度不直接影響后代的選擇，保持選擇壓力，從而在抑制了標準遺傳算法的早熟與局部收斂；對于種群中適應度最高的個體，采用最佳個體保存法，不對進行遺傳操作而直接復制到下一代，以保證某一代的最優解不被破壞；

非一致交叉，進行交叉的父代個體分別為X1、X2，經過交叉后的子代個體為X1’、X2’，基本的算術交叉算子可表示如下：

X 1 ′ = rX 1 + ( 1 - r ) X 2 X 2 ′ = rX 2 + ( 1 - r ) X 1 ]]>

其中r∈[0,1]；當r取定值時為一致交叉，兩對相同的交叉父代只能得到相同的兩對新個體，不利于增加種群的多樣性；將r定義為[0,1]區間內的隨機數，則交叉變為非一致交叉，將一致交叉中r取不同值產生的效果進行平均，改善搜索特性；

實值變異：

進行變異的父代個體為X，變異后得到個體X’，變異算子表示如下：

X′＝X1+r(Xmax-Xmin)k

其中r∈[-1,1]取區間的隨機數，k以1/m的概率取值為1，以(1-1/m)的概率取值為0，Xmax、Xmin分別代表種群中個體的最大值與最小值；

(3)交叉概率與變異概率自適應調整：

種群適應度最大值為fmax，每代種群中的平均適應度值為favg，個體適應度值為f，兩個個體中較大適應度值為f’，交叉概率Pc與變異概率Pm按照如下公式進行自適應調整：

P c = k 1 ( f m a x - f ′ ) f m a x - f a v g , f ′ ≥ f a v g k 2 , f ′ < f a v g ]]>

P m = k 3 ( f m a x - f ) f m a x - f a v g , f ≥ f a v g k 4 , f < f a v g ]]>

其中k1、k2、k3、k4∈[0,1]，取k1＝k2＝0.5、k3＝k4＝0.01。