分区自适应蚁群算法的多面体数控钻床加工路径优化*

游海涛，罗红波，董 特，施显阳

(四川大学机械工程学院，成都 610065)

0 引言

伴随“高效率”、“低成本”的加工概念深入人心以及孔群钻孔加工需求的不断增加，数控钻床作为其主要加工工具，其钻孔加工路径规划已引起国内外学术界以及企业的高度关注。然而，目前钻孔加工路径规划大多凭借操作工人经验，这势必将导致工时和成本增加等诸多问题。钻孔加工时间主要有装刀时间、换刀时间、刀具空程移动的时间和进行切削加工的时间[1]。其中刀具空程移动时间占整个钻孔加工时间的主要部分，因此选择一条最短的空程走刀位移变得至关重要。大量已有研究[2-4]的钻孔加工路径大多基于二维平面规划。可以将多面体孔群加工路径优化看作TSP问题(旅行商问题)，生成最短的空程走刀路径是降低加工成本和提高生产效率的关键技术之一。查阅国内外文献，许多学者对此类问题围绕优化算法进行了大量的研究。Mircea Ancău[5]提出了一种启发式算法对PCB的刀具路径和加工时间进行了优化，但未对钻孔参数优化；凌玲等[6]加入最小加工成本的数学模型并利用改进遗传算法对加工路径优化，但该算法求解问题规模较小不适用于大规模问题；Abbas A T等[7]采用改进蚁群算法对矩形排列孔群进行了优化，为求解大规模TSP问题提供了一定思路；Cuneyt Oysu等[8]利用一种基于遗传算法和模拟退火算法的混合算法优化了钻孔加工过程中的路径距离，该算法综合性能优于原两单一算法；……