[發明專利]一種雕刻機軌跡的優化方法

在審

• 申請號: 201711056249.4
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107644277A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 陳海濤
• 申請（專利權）人: 南通歐科數控設備有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及了一種雕刻機軌跡的優化方法，包括對給定軌跡的處理方法與對處理后的軌跡的優化方法。

背景技術

雕刻機就是用機器代替人工進行雕刻的設備，其相當于一種鉆、銑結合的加工設備。市面上的雕刻機都是直接執行由CAM軟件生成的雕刻軌跡，其加工效率深受CAM軟件生成的加工軌跡的質量的影響，而這些CAM軟件通常是由專業的軟件公司開發，雕刻機的生產商難以通過CAM改變加工軌跡的質量。因此，雕刻機系統在執行加工軌跡時，先對加工軌跡進行優化處理就顯得非常有必要了。

發明內容

本發明的目的是提供了一種雕刻機軌跡的優化方法，包括對給定軌跡的處理方法與對處理后的軌跡的優化方法。其中對給定軌跡的處理方法解決了將軌跡數據轉化為可以進行算法優化的數學模型問題，對處理后的軌跡的優化方法解決了對給定軌跡的排序優化問題。本發明具有靈活實用的特點，旨在大大提高了上述雕刻機系統的加工效率。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種雕刻機軌跡的優化方法，包括步驟：

(1)將給定加工軌跡轉化成廣義旅行商模型；

(2)采用改進蟻群算法求解對應的廣義旅行商模型，得到最短路徑及其所對應的加工軌跡順序。

進一步地，所述步驟(1)具體包括：

(11)將所有給定加工軌跡的上插補點作為廣義旅行商模型中的“城市”，每條軌跡作為“城市群”進行保存并編號；

(12)計算各個城市之間的距離，并根據各城市之間的距離求取各城市的鄰域；

(13)對當前城市到這些鄰域城市的信息素進行初始化。(信息素濃度的大小表征路徑的遠近)進行加強。

進一步地，所述步驟(2)具體包括：

(21)初始化改進蟻群算法中的各個參數，包括：螞蟻數目m、傳統蟻的比例p、城市群數N_group、循環總次數N、前期階段循環次數為N′、初始時刻各路徑信息素含量τ_o、信息啟發因子α、期望啟發因子β、信息素強度Q、揮發系數ρ；

(22)初始化蟻群，每只螞蟻k隨機選擇一個城市群，然后在該城市郡中隨機選擇一個城市作為出發點，將該城市加入到螞蟻路徑path_k中，而將螞蟻所在的城市群中的所有城市加入到禁忌表tabu_k中；

(23)每只螞蟻根據自身所屬的蟻種與所處的階段，計算所有可達城市的轉移概率，并以輪盤賭法則選擇下一個可達的城市，并將其加入到螞蟻路徑path_k中，將螞蟻所在的城市群中的所有城市加入到禁忌表tabu_k中；

(24)計算每只螞蟻的路徑中的空行程，選擇本次迭代中空行程最短的螞蟻作為最優螞蟻并與歷次迭代中的最優螞蟻作比較，選擇其中最優螞蟻，更新各路徑上的信息素，并進行下一次迭代；

(25)如果迭代次數為N，則結束算法，輸出最優結果，否則重復步驟(23)與步驟(24)。

本發明通過將軌跡數據轉化為可以進行算法優化的數學模型后，采用改進的蟻群算法對軌跡數據進行優化，解決了對給定軌跡的排序優化問題，加快收斂速度的同時也保證了最優解的精度，具有靈活實用的特點，大大提高了雕刻機的加工效率。

具體實施方式

下面將結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

將在CAM軟件中生成的雕刻機加工軌跡輸入到上位機中，上位機的對加工軌跡的處理方式如下：

一種雕刻機軌跡的優化方法，包括步驟：

(1)將所有加工軌跡的上插補點作為廣義旅行商模型中的“城市”，存放于一個列表(list)數據結構中，將根據其所在列表中的序號進行編號；

(2)采用改進蟻群算法求解對應的廣義旅行商模型，得到最短路徑及其所對應的加工軌跡順序。

進一步地，所述步驟(1)具體包括：

(11)將所有給定加工軌跡的上插補點作為廣義旅行商模型中的“城市”，每條軌跡作為“城市群”進行保存并編號；

(12)計算各個城市之間的距離，并根據各城市之間的距離求取各城市的鄰域；

(13)對當前城市到這些鄰域城市的信息素進行初始化。(信息素濃度的大小表征路徑的遠近)進行加強。

進一步地，所述步驟(2)具體包括：