鍛壓加工中心系統(tǒng)設(shè)計優(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輸行業(yè)等重要領(lǐng)域的基礎(chǔ)裝備，對其系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計能夠提高運行的效率，憂化性能，進而為企業(yè)的維修節(jié)省費用。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容包括尺寸、拓撲和形狀等的優(yōu)化，其目的都是在于確定最優(yōu)的設(shè)計方案，提高鍛壓加工中心的運行效率。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，進而提高鍛壓加工中心整體的運行效率。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動狀態(tài)中的穩(wěn)定性能,進而達到節(jié)省材料的作用m。本研究主要是運用遺傳算法，結(jié)合上述的優(yōu)化設(shè)計方法，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)進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)定鍛壓加工中心在開關(guān)狀態(tài)下的目標(biāo)函數(shù)，以達到穩(wěn)定的性能，同時運用遺傳算法進行多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，進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身質(zhì)量，提升加工中心的性能和運行效率。1多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計平臺的結(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)進行分析計算以達到最優(yōu)的設(shè)計效果。有限元靜態(tài)分析主要針對鍛壓加工中心的機身部件的硬度以及強度進行分析，達到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)置，進而降低成本，達到較高的經(jīng)濟效益。Pro/E,UG等實體模型軟件能夠?qū)⒓庸ぶ行牡膶嶓w模型建立起來并通過CAE進行分析，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)的方向，但也有自身缺點,不能實現(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)多個參與情況下模型之間的協(xié)同優(yōu)化，但缺少對模型實體的分析，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的擴展功能，集成一個多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計平臺，對鍛壓加工中心系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，對鍛壓加工中心的實體模型進行有限元分析，并結(jié)合遺傳算法實現(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)計平臺結(jié)構(gòu)見圖1,實體模型庫、調(diào)度管理系統(tǒng)、分析計算系統(tǒng)以及參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)4個主系統(tǒng)構(gòu)成了該平臺的主要系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)有著自身獨特的優(yōu)點和性能。實體模型庫系統(tǒng)主要是運用Pro/E軟件實現(xiàn)對零件的三維建模，實現(xiàn)裝配模型的功能，進而建立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。分析計算系統(tǒng)主要是是利用Pro/Mechanical平臺，優(yōu)化實體模型的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，加載計算零件和組織的參數(shù)，計算出各種應(yīng)力和應(yīng)變的計算結(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)進行分析,利用調(diào)度管理系統(tǒng)獲得分析和計算的結(jié)果，在目標(biāo)函數(shù)的引導(dǎo)下對分析和計算的結(jié)果進行多次的處理，優(yōu)化參數(shù)。調(diào)度管理系統(tǒng)主要是負責(zé)管理其他3個系統(tǒng)的管理，也是該平臺的核心系統(tǒng)，能夠?qū)⒛Ｐ蛶燧斎氲椒治鲇嬎阆到y(tǒng)中，然后將分析計算系統(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)進行修改，分析計算后獲得最優(yōu)的參數(shù)。多目標(biāo)優(yōu)化平臺的4個主系統(tǒng)分工合作，共同優(yōu)化鍛壓機床的各個參數(shù)。優(yōu)化平臺能夠根據(jù)分析計算的結(jié)果對模型庫參數(shù)進行設(shè)計，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)計出鍛壓加工中心各個構(gòu)建的最優(yōu)參數(shù)，通過調(diào)度管理系統(tǒng)實現(xiàn)對模型庫參數(shù)的改進載入到分析計算系統(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)進行參數(shù)的處理和篩選,再次進行迭代計算，獲取最優(yōu)的參數(shù)。2系統(tǒng)設(shè)計2.1模型庫系統(tǒng)和分析計算系統(tǒng)設(shè)計模型庫系統(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)果計算出來。鍛壓加工中心模型作為一種三維實體模型，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體模型進行有限元分析。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)果計算出來，并且將計算的結(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)計調(diào)度管理系統(tǒng)主要的功能是幫助其他的幾個子系統(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)，得到計算的結(jié)果，并將計算的結(jié)果進行傳輸，獲得******的優(yōu)化方案。調(diào)度管理系統(tǒng)主要是運用了 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)計中利用C++的MFC類庫，利用二次開發(fā)的功能對系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。調(diào)度管理系統(tǒng)能夠?qū)⒛Ｐ偷腎D存儲在模型庫中的實體模型中，然后按照模型的參數(shù)和尺寸進行重新的配置，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)進行模型的設(shè)計，建立優(yōu)化后的模型，利用軟件的分析功能實現(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)計的參數(shù)主要是在軟件平臺上開發(fā)一個動態(tài)的鏈接庫。參數(shù)的優(yōu)化能夠通過參數(shù)種群進行分析和篩選，獲得的計算結(jié)構(gòu)反饋給參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，進而設(shè)計目標(biāo)函數(shù),在遺傳算法的基礎(chǔ)下進行參數(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，手機瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：通過對鍛壓加工中心進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出一個保障鍛壓加工中心設(shè)計性能的良好平臺，在該平臺上進行調(diào)度管理系統(tǒng)、分析計算系統(tǒng)和參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)對鍛壓加工中心機身結(jié)構(gòu)以及參數(shù)的協(xié)同管理和優(yōu)化計算，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)力以及機身的質(zhì)量，實現(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、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(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，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！