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)化主要包括對其整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及對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)平臺的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化流程近年來隨著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，對鍛壓加工中心系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對鍛壓加工中心的實(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平臺結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺結(jié)構(gòu)見圖1,實(shí)體模型庫、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)體模型庫系統(tǒng)主要是運(yùn)用Pro/E軟件實(shí)現(xiàn)對零件的三維建模，實(shí)現(xiàn)裝配模型的功能，進(jìn)而建立SQL Server•數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建出的鍛壓加工中心模型數(shù)據(jù)庫完善且精確。分析計(jì)算系統(tǒng)主要是是利用Pro/Mechanical平臺，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軟件平臺下對各種參數(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，也是該平臺的核心系統(tǒng)，能夠?qū)⒛Ｐ蛶燧斎氲椒治鲇?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蛶斓膮?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)化平臺能夠根據(jù)分析計(jì)算的結(jié)果對模型庫參數(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)對模型庫參數(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模型庫系統(tǒng)和分析計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型庫系統(tǒng)的主要功能是對鍛壓加工中心的零件以及組間模型進(jìn)行存儲,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。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，能夠分類存儲鍛壓加工中心各個(gè)零件的參數(shù)，模型庫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平臺建立的，主要功能是對三維實(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,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，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，修改模型庫的參數(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，獲得最佳的優(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)對數(shù)據(jù)庫的調(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)化平臺設(shè)計(jì)中利用C++的MFC類庫，利用二次開發(fā)的功能對系統(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存儲在模型庫中的實(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。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)主要是在軟件平臺上開發(fā)一個(gè)動態(tài)的鏈接庫。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，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：通過對鍛壓加工中心進(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，在該平臺上進(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、最大應(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！