箱體零件輔助加工時間建模及工步排序優(yōu)化*

張勝博，張 松

(山東大學a.高效潔凈機械制造教育部重點實驗室；b.機械工程國家級實驗教學示范中心，濟南 250061)

0 引言

箱體零件被廣泛用于各類工程機械領域，具有結(jié)構(gòu)復雜、工藝特征多等特點，傳統(tǒng)加工工藝在加工復雜箱體零件時往往存在加工效率低和多次裝夾難以保證精度等問題。立臥鏜銑加工中心可實現(xiàn)一次裝夾下，完成多面多孔的高效加工，并提高加工精度，然而裝夾次數(shù)的減少使得每次裝夾下的工步數(shù)增多，難以安排合適的工步順序，且立臥鏜銑加工中心的雙主軸結(jié)構(gòu)與多軸聯(lián)動功能使得工步之間的輔助加工時間關系較為復雜，加工效能難以最大限度的發(fā)揮。工藝路線優(yōu)化是計算機輔助工藝設計(computer aided process planning,CAPP)系統(tǒng)的核心部分，可在明確零件的工藝特征和加工方法的基礎上，進行工步的排序。其目的是合理安排加工順序，在滿足零件特定加工順序原則的前提下盡量提高加工效率。因此，分析箱體零件在復合加工中心上的加工方式并研究工步排序方法具有重要的工程價值。

目前，國內(nèi)外已有很多學者對加工工藝路線的問題進行了研究，并將一些智能優(yōu)化算法，如蟻群算法(ant colony optimization,ACO)[1]、粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)[2-3]和遺傳算法(genetic algorithm,GA)[4-5]等應用到排序問題上，其中GA的應用最為廣泛。利用GA進行路線尋優(yōu)的關鍵在于保證優(yōu)化結(jié)果的可行性，即滿足工藝約束。SU等[6]提出一種基于遺傳算法的邊緣選擇策略，以此在種群初始化過程中產(chǎn)生可行解，進而求解最佳工步順序；……