基于遗传算法对箱体零件的工步序列优化

于 昊，舒启林

(沈阳理工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110159)

工艺路线优化是在制造资源约束下，根据优化目标，对构成工件的所有特征进行加工方法排序，从而得到优化的加工序列。由于箱体零件的加工特征多且复杂，单纯依靠经验获得可行的工艺方案，不仅耗时较长而且难以得到最优工艺路线。近年来，众多学者针对工艺优化问题，运用启发式算法(如混合遗传—模拟退火算法)对零件的加工顺序进行优化[1-3]；利用蚁群算法优化工艺[4-6]；采用 Hopfield 神经网络来优化打磨加工的工艺路线[7]。

本文拟在分析箱体零件加工工艺的基础上，提出基于遗传算法的箱体零件优化方法，建立工艺决策数学模型，分析工艺约束关系，并在三维工艺平台上基于遗传算法进行工艺路线优化。

1 分析加工特征

加工特征是指在机械加工时，使用机床和刀具对毛坯或者半成品进行加工后，加工表面的集合。采用每种加工方法加工出来的几何拓扑形状都各有特点。分析加工特征就是对几何拓扑形状的模型信息和加工工艺进行集中表达。通过加工方法对几何拓扑形状进行定义和描述，可有效地表达相应加工特征的加工工艺路径，以便对该特征的工艺性进行分析。

根据箱体零件的结构，可将其加工特征分为平面特征、孔特征和曲面特征等(图 1)。

图1 箱体零件的加工特征

2 构建目标函数

在工艺设计中，一般将加工时间、加工成本等作为评价工艺过程是否优化的指标。……