[發明專利]考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法

有效

• 申請號: 202110464103.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113189948B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 崔佳斌;李聰波;李娟;曹寶;吳少卿;王寧波
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：分析薄板類零件加工過程中加工變形特性，建立平均變形誤差、加工時間、加工精度可靠性模型；

步驟2：建立以平均變形誤差、加工時間為目標，以時變可靠性和工藝條件為約束的薄板類零件加工工藝參數優化模型；

步驟3：采用一種元啟發式優化算法進行雙循環優化求解，具體采用多目標水循環算法；

優化求解過程為：

以加工精度可靠性為約束的優化設計是一個雙循環計算過程，包括外循環的優化尋優過程與內循環的可靠性分析；每次迭代求解中，需要求解當前解集中各初始解對應的可靠性約束；首先,利用高斯過程回歸模型獲得加工變形量Y；然后，將加工位置坐標轉用加工時間表征，并將加工變形量轉換為獨立隨機變量；其次，結合機床加工誤差訓練代理模型，若不滿足精度要求，更新樣本重新訓練，直至滿足要求；最后，求解得到各時刻對應的時變可靠性約束函數R(0,t_i)，用于檢驗當前解集中各個體是否滿足時變可靠性以及加工條件的要求；

2.根據權利要求1所述的考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法，其特征在于：步驟1中平均變形誤差模型：

其中，Y_mean為平均變形誤差，N為采樣點個數，Y為加工變形，ti為第i個加工時刻，p(ti)為實時加工位置，由工藝方案決定，n為主軸轉速、f為進給速度、a_p為軸向切削深度、a_e為徑向切削深度；

3.根據權利要求1所述的考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法，其特征在于：步驟1中加工時間模型：

其中，V為材料去除體積，M_V為材料去除率，V由材料去除面積A＝a×b、軸向切削深度a_p決定，a為工件的設計長度，b為工件的設計寬度，M_V由進給速度f、軸向切削深度a_p和徑向切削深度a_e決定；

4.根據權利要求1所述的考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法，其特征在于：步驟1中加工精度可靠性模型：

其中，R(t₀,t_m)為加工精度可靠度，Pr{·}為概率，p_f(t₀,t_m)為在時間[t₀,t_m]內薄板件的加工精度模型失效率，X＝[△z_Z,△β_A,△β_C]^T，S＝[n,f,a_p,a_e]^T，p(t)為實時加工位置，△z_Z為數控機床Z軸的運動誤差、△β_A為數控機床A軸的運動誤差、△β_C為數控機床C軸的運動誤差；

5.根據權利要求1所述的考慮加工精度可靠性的薄板類零件加工工藝參數優化方法，其特征在于：步驟2中時變可靠性和工藝條件為約束分別如下：

1)時變可靠性約束：

①R^min為加工過程中最小允許的加工精度可靠度值；

2)工藝條件約束：

②n_min≤n≤n_max,n_min和n_max分別表示數控機床銑刀所允許的最小與最大的轉速；

③f_min≤f≤f_max,f_min和f_max分別表示數控機床所允許的最小與最大的進給速度；

④a_p^min和a_p^max分別表示數控機床所允許的最小與最大的軸向切削深度；

⑤a_e^min和a_e^max分別表示數控機床所允許的最小與最大的徑向切削深度；

⑥η為數控機床功率的有效系數，P_c^max為數控機床額定功率；

⑦F_c^max為數控機床的最大切削力。