申请/专利权人：四川大学

申请日：2023-07-08

公开（公告）日：2024-02-02

公开（公告）号：CN116679614B

主分类号：G05B19/408

分类号：G05B19/408

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.02#授权;2023.09.19#实质审查的生效;2023.09.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于演化博弈的多特征刀具综合适配方法，涉及机械加工技术领域，包括：建立加工特征的刀具策略集合；建立刀具方案评价体系；建立多特征刀具综合适配模型；基于演化博弈论对多特征刀具综合适配模型进行求解，得到刀具最优策略组合；本发明可获得符合用户期望的多特征零件全切削过程的完整刀具方案。

主权项：1.一种基于演化博弈的多特征刀具综合适配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立加工特征的刀具策略集合；步骤2、建立刀具方案评价体系；步骤3、建立多特征刀具综合适配模型；步骤4、基于演化博弈论对多特征刀具综合适配模型进行求解，得到刀具最优策略组合；所述步骤1具体如下：对于单把刀具加工的单项特征fi，可选刀具策略Si为可用刀具集合Ti中的任一元素；对于等复杂特征，采用多把刀具组合切削，具体包括：首先对复杂特征fc的可用刀具集合Tc＝Tc1,Tc2…Tckc，按照刀具直径大小DTckc进行排序；然后根据加工特征的最小内轮廓圆弧半径获得关键刀具数量kc*；最后以给定的刀具总数x为边界，获得所有的刀具组合策略；所述步骤2具体如下：通过下式对刀具的特性值进行无量纲处理： VjMIN和VjMAX分别是可用刀具集合中刀具的第j个特性的最大值和最小值；xij为可用刀具集合中第i把刀具的第j个特性的值；正向特性positive-oriented是指与评价指标正相关的特性；负向特性negative-oriented是指与指标负向相关的特性；刀具匹配性M建模：首先对刀具的特性进行无量纲处理，再通过下式对每把刀具进行匹配度计算： 其中，n为加工特征数量；N为与M相关的特性数量；wj是工件材料切削加工对应的特性规则向量；则Mi可以表示第i个刀具方案与加工需求之间的匹配性；刀具的特性包括材料特性和几何特性，材料特性包括刀具材料的强度S、硬度H、导热性Tc和耐热性Hr；几何特性包括前角Ro、后角α、刀尖圆弧Nr、齿数Z和直径D、以及装夹方式；效率Ef建模：具体如下下式： F为影响静态刀具方案效率的刀具特性个数；gi为通过无量纲处理后标准化了的与静态刀具方案效率相关的刀具特性值；附加指标建模：采用下述层次分析法来构建计算体系，对于指标I，及其m个影响因素k1,k2…km，I的值通过下式计算： 其中，ci为第i个因素的权重系数；wi为kj对于I的相对贡献度；第j个影响因素kj具有njk1j，k2j…knjj个取值，第j个影响因素的值可通过层次分析法获得，具体的流程如下：首先构建下式所示的相对贡献度矩阵A： apq表示当kj分别取kpj和kqj时对于I的贡献程度之比，因此，apq＝1aqp；为了保证不同的kj值对I贡献程度评估的逻辑准确，对A按下式进行一致性检查： 其中，λmax是矩阵A的最大特征值；n是矩阵的大小；如果CR0.1，则一致性检查通过；否则，要调整A的值直到满足条件；当A的一致性检查通过后，kj的第i个取值对于I的相对贡献度wi可通过下式计算得到： 其中，w*j是对应于λmax的特征向量的第j个元素；wij是kj取kij时对于I的贡献度；根据不同的装夹方式需要的配件和装夹工序的繁琐程度，基于9点打分法，构建可转位刀具的装夹方式因素对于工艺性的贡献度矩阵A1；刀具互换性因素对于工艺性P的贡献度如下式： 其中，w为刀具互换性因素对于刀具方案工艺性P的贡献度，f*i为该刀具能够加工的第i个同类型特征，m为该刀具能够加工的所有特征总和；通过计算每个刀具策略的w，构建刀具互换性因素对于刀具方案工艺性的贡献度矩阵A2；步骤3中，多特征刀具综合适配模型如下：MaxM,Ef,P,E,MinC Cij为第i个加工特征的第j个刀具策略的价格；则第q个零件全切削过程的完整刀具方案的效用值通过下式进行计算： 其中k1是正期望型指标数量；k2是负期望型指标数量；Q是负期望型指标的转换系数；所述步骤4具体如下：将每个加工特征映射为一个博弈玩家；加工特征的刀具策略集合映射为玩家的策略集；刀具策略的价格和用户对零件全切削过程的完整刀具方案预算映射为约束；目标函数F映射为算法的效用函数U；通过映射过程，用演化博弈方法对多特征刀具综合适配模型进行求解，演化博弈方法在达到设定的收敛精度后，输出的最优策略组合映射到对应的刀具方案中，即可实现零件在终端用户预算成本约束下的全切削过程完整刀具方案优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 四川大学 基于演化博弈的多特征刀具综合适配方法

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