基于相似实例重用的铣削类零件数控工艺决策方法

徐昌鸿; 张树生; 梁嘉宸; 黄瑞; 卞荣

工程科学与技术 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (01) : 330 -338.

徐昌鸿, 张树生, 梁嘉宸, 黄瑞, 卞荣

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摘要

为了充分重用已有数控工艺设计成果，克服现有工艺优化方法柔性差、效率低、人工依赖性强的不足，提出一种基于相似实例重用的铣削类零件数控工艺决策方法。首先，建立以生产耗费最低为优化目标的数学模型，包括机床、刀具、装夹等因素，给出生产耗费的计算公式；其次，综合考虑生产车间资源的动态变化，通过重用已有相似实例的加工操作自适应获得新局部结构的多份备选数控工艺；然后，依据各备选数控工艺的相似度，采用轮盘赌算法进行选择，映射为工艺方案有向图的顶点；随后，分析加工操作顺序约束规则，确定各顶点之间有向边的方向，构建完整的工艺方案有向图作为零件数控工艺方案的有效表征；最后，提出一种混合蚁群模拟退火算法，采用蚁群算法结合图论理论对工艺方案有向图进行自动优化搜索，获得若干较优路径后输入模拟退火算法进行全局搜索获得最优解。以某典型零件MBD模型为例，基于CATIA平台对本文所提方法进行加工仿真验证。实验结果表明，相比于现有基于CAPP软件的工艺设计方法，本文方法决策结果能够满足实际数控加工要求，人工交互次数及时间减少84.6%，生产耗费降低16.6%。因此，本文方法能够合理且自动生成零件整体最优数控工艺方案，降低生产成本，缩短研制周期，提升企业数控工艺设计效率和智能化水平。