鍛壓加工中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化路徑
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：鍛壓加工中心作為汽車制造和交通運(yùn)輸行業(yè)等重要領(lǐng)域的基礎(chǔ)裝備,，對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠提高運(yùn)行的效率,，憂化性能，進(jìn)而為企業(yè)的維修節(jié)省費(fèi)用,。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容包括尺寸,、拓?fù)浜托螤畹鹊膬?yōu)化,，其目的都是在于確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，提高鍛壓加工中心的運(yùn)行效率,。加工中心結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要包括對(duì)其整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及對(duì)其尺寸和零部件的優(yōu)化,，進(jìn)而提高鍛壓加工中心整體的運(yùn)行效率。這些優(yōu)化都是對(duì)鍛壓加工中心結(jié)構(gòu)域的靜態(tài)優(yōu)化和改善,，能夠提高鍛壓加工中心在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的穩(wěn)定性能,進(jìn)而達(dá)到節(jié)省材料的作用m,。本研究主要是運(yùn)用遺傳算法，結(jié)合上述的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,，以優(yōu)化全局的思路對(duì)鍛壓加工中心的關(guān)鍵部件以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),，設(shè)定鍛壓加工中心在開關(guān)狀態(tài)下的目標(biāo)函數(shù)，以達(dá)到穩(wěn)定的性能,，同時(shí)運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì),，進(jìn)而獲取鍛壓加工中心最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，減少鍛壓加工中心的機(jī)身質(zhì)量,，提升加工中心的性能和運(yùn)行效率,。1多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化流程近年來(lái)隨著CAD/CAE技術(shù)的快速發(fā)展，鍛壓加工中心優(yōu)化設(shè)計(jì)在CAD/CAE軟件中應(yīng)用的范圍逐漸的廣泛,，能夠?qū)⒓庸ぶ行南到y(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算以達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)效果,。有限元靜態(tài)分析主要針對(duì)鍛壓加工中心的機(jī)身部件的硬度以及強(qiáng)度進(jìn)行分析，達(dá)到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)置,，進(jìn)而降低成本,，達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益,。Pro/E,UG等實(shí)體模型軟件能夠?qū)⒓庸ぶ行牡膶?shí)體模型建立起來(lái)并通過CAE進(jìn)行分析，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)的方向,，但也有自身缺點(diǎn),不能實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化|21,。MATLAB等數(shù)字分析軟件能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)參與情況下模型之間的協(xié)同優(yōu)化，但缺少對(duì)模型實(shí)體的分析,，優(yōu)化的結(jié)果不精確,。利用Pr〇/E軟件的二次開發(fā)功能，結(jié)合數(shù)字分析軟件MATLAB的擴(kuò)展功能,，集成一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái),，對(duì)鍛壓加工中心系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)鍛壓加工中心的實(shí)體模型進(jìn)行有限元分析,，并結(jié)合遺傳算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)參數(shù)的優(yōu)化,。1.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)見圖1,實(shí)體模型庫(kù)、調(diào)度管理系統(tǒng),、分析計(jì)算系統(tǒng)以及參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)4個(gè)主系統(tǒng)構(gòu)成了該平臺(tái)的主要系統(tǒng),，每一個(gè)系統(tǒng)有著自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和性能。實(shí)體模型庫(kù)系統(tǒng)主要是運(yùn)用Pro/E軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的三維建模,，實(shí)現(xiàn)裝配模型的功能,，進(jìn)而建立SQL Server•數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建出的鍛壓加工中心模型數(shù)據(jù)庫(kù)完善且精確,。分析計(jì)算系統(tǒng)主要是是利用Pro/Mechanical平臺(tái),，優(yōu)化實(shí)體模型的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，加載計(jì)算零件和組織的參數(shù),，計(jì)算出各種應(yīng)力和應(yīng)變的計(jì)算結(jié)果13],。參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)是在MATLAB軟件平臺(tái)下對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行分析,利用調(diào)度管理系統(tǒng)獲得分析和計(jì)算的結(jié)果，在目標(biāo)函數(shù)的引導(dǎo)下對(duì)分析和計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行多次的處理,，優(yōu)化參數(shù),。調(diào)度管理系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)管理其他3個(gè)系統(tǒng)的管理，也是該平臺(tái)的核心系統(tǒng),，能夠?qū)⒛Ｐ蛶?kù)輸入到分析計(jì)算系統(tǒng)中,，然后將分析計(jì)算系統(tǒng)中的結(jié)果輸入到參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)中，獲取優(yōu)化的結(jié)果能夠?qū)δＰ蛶?kù)的參數(shù)進(jìn)行修改,，分析計(jì)算后獲得最優(yōu)的參數(shù),。多目標(biāo)優(yōu)化平臺(tái)的4個(gè)主系統(tǒng)分工合作，共同優(yōu)化鍛壓機(jī)床的各個(gè)參數(shù),。優(yōu)化平臺(tái)能夠根據(jù)分析計(jì)算的結(jié)果對(duì)模型庫(kù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),，根據(jù)鍛壓加工中心的工作特性以及預(yù)先確定的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，設(shè)計(jì)出鍛壓加工中心各個(gè)構(gòu)建的最優(yōu)參數(shù),，通過調(diào)度管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)模型庫(kù)參數(shù)的改進(jìn)載入到分析計(jì)算系統(tǒng)中得到結(jié)果,，獲得最優(yōu)的目標(biāo)函數(shù),，針對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)的處理和篩選,再次進(jìn)行迭代計(jì)算，獲取最優(yōu)的參數(shù),。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1模型庫(kù)系統(tǒng)和分析計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型庫(kù)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)鍛壓加工中心的零件以及組間模型進(jìn)行存儲(chǔ),生成文件系統(tǒng),，為外部的調(diào)度管理系統(tǒng)提供零件和部件修改的參數(shù)，并且能夠快速的將組間的模型參數(shù)結(jié)果計(jì)算出來(lái),。鍛壓加工中心模型作為一種三維實(shí)體模型，是在Pro/E條件下建立的,，能夠分類存儲(chǔ)鍛壓加工中心各個(gè)零件的參數(shù),，模型庫(kù)中包含了鍛壓加工中心模型的名稱、結(jié)構(gòu)信息以及位置等,，能夠通過調(diào)度管理系統(tǒng)查看相關(guān)的模型'分析系統(tǒng)的是利用Pro/E軟件中的Pro/Mechanical平臺(tái)建立的,，主要功能是對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行有限元分析。分析系統(tǒng)能夠根據(jù)調(diào)度系統(tǒng)中的模型庫(kù),給鍛壓加工中心設(shè)計(jì)預(yù)先的載荷,、約束等,將零件的應(yīng)變力和局部變形結(jié)果計(jì)算出來(lái),，并且將計(jì)算的結(jié)構(gòu)傳送到調(diào)度系統(tǒng)中[5]。2.2調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)度管理系統(tǒng)主要的功能是幫助其他的幾個(gè)子系統(tǒng)訪問模型庫(kù),，修改模型庫(kù)的參數(shù),，管理加工中心的分析數(shù)據(jù)，得到計(jì)算的結(jié)果,，并將計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行傳輸,，獲得******的優(yōu)化方案。調(diào)度管理系統(tǒng)主要是運(yùn)用了 Pro/E軟件的二次開發(fā)功能,，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)度和管理,，以編程的方式實(shí)現(xiàn)特定的功能％在調(diào)度管理系統(tǒng)的優(yōu)化平臺(tái)設(shè)計(jì)中利用C++的MFC類庫(kù)，利用二次開發(fā)的功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),。調(diào)度管理系統(tǒng)能夠?qū)⒛Ｐ偷腎D存儲(chǔ)在模型庫(kù)中的實(shí)體模型中,，然后按照模型的參數(shù)和尺寸進(jìn)行重新的配置，檢查裝置是否符合約束的條件,。如果條件滿足,，就按照最優(yōu)的設(shè)置參數(shù)進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)，建立優(yōu)化后的模型,，利用軟件的分析功能實(shí)現(xiàn)模型的驅(qū)動(dòng),。調(diào)度管理系統(tǒng)的優(yōu)化流程見圖3。調(diào)度管理系統(tǒng)能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)主要是在軟件平臺(tái)上開發(fā)一個(gè)動(dòng)態(tài)的鏈接庫(kù),。參數(shù)的優(yōu)化能夠通過參數(shù)種群進(jìn)行分析和篩選,，獲得的計(jì)算結(jié)構(gòu)反饋給參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，進(jìn)而設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù),在遺傳算法的基礎(chǔ)下進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化,，最終得到優(yōu)化的參數(shù),。海天精工 備注：為保證文章的完整度,，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,，手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用,！結(jié)束語(yǔ)：通過對(duì)鍛壓加工中心進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一個(gè)保障鍛壓加工中心設(shè)計(jì)性能的良好平臺(tái),，在該平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)度管理系統(tǒng),、分析計(jì)算系統(tǒng)和參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍛壓加工中心機(jī)身結(jié)構(gòu)以及參數(shù)的協(xié)同管理和優(yōu)化計(jì)算,，利用有限元分析和多目標(biāo)的造傳算法,，優(yōu)化鍛壓加工中心縱橫向的變形差、******應(yīng)力以及機(jī)身的質(zhì)量,，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的目標(biāo),。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司,。產(chǎn)品包括：CNC加工中心,、鉆攻中心、龍門加工中心,、雕銑機(jī),、石墨機(jī)、五軸加工中心,、立式加工中心,、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市,，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口,，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心,、盡力,、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò),，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn),，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！