多目標(biāo)夾具布局建模與基于Memetic算法的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、多目標(biāo)夾具布局建模與基于多目標(biāo)夾具布局建模與基于Memetic算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)ResearchonmultiobjectiveFixtureLayoutModelingtheoptimizationbasedonMemeticAlgithm學(xué)科專業(yè)：運(yùn)籌學(xué)與控制論研究生：白雪指導(dǎo)教師：胡飛副教授天津大學(xué)理學(xué)院二零一五年五月I中文摘要中文摘要機(jī)床夾具是在生產(chǎn)制造過程中被廣泛應(yīng)用的夾持裝備，用于工件在機(jī)床工作臺(tái)上的定位和夾緊。夾

2、具定位元件的制造和安裝誤差以及工件定位穩(wěn)定性等因素會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生位姿偏差，即工件的實(shí)際位置與理論位置存在誤差，最終導(dǎo)致工件產(chǎn)生加工誤差。通過分析夾具定位布局對(duì)工件定位精度與穩(wěn)定度的影響，建立了多目標(biāo)夾具布局模型，可以準(zhǔn)確獲得由已知定位誤差所導(dǎo)致的工件位姿偏差，進(jìn)而對(duì)夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以減小工件的位姿偏差。本文主要對(duì)夾具布局進(jìn)行研究，完成了以下工作：首先，分析了機(jī)床夾具的定位誤差與工件位姿偏差之間的關(guān)系，建立了描述工件位姿誤差與夾具各定位元

3、件誤差之間的定位精度模型，求得由已知的夾具定位誤差引起的工件位姿誤差；分析了工件的定位穩(wěn)定性與定位點(diǎn)布局的整體幾何圖形之間的關(guān)系，建立了工件定位穩(wěn)定性模型。通過調(diào)整每個(gè)定位點(diǎn)的位置來調(diào)整夾具定位布局的的幾何分布，最終使得工件的定位最穩(wěn)定，從而在加工過程中減少工件的偏轉(zhuǎn)或位移，進(jìn)而使得工件的位姿偏差最小，提高工件的加工精度。其次，由于工件的位姿誤差模型與定位布局的幾何穩(wěn)定性模型都與夾具定位點(diǎn)位置相關(guān)。因此，將工件的位姿誤差模型與定位布局的

4、幾何穩(wěn)定性模型聯(lián)立，組成最小化的多目標(biāo)夾具布局優(yōu)化模型。該模型綜合考慮了影響工件位姿偏移的穩(wěn)定性因素與定位點(diǎn)的誤差因素，在給定各個(gè)定位點(diǎn)的誤差時(shí)，通過對(duì)目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化，使得工件位姿偏移量最小、工件定位更穩(wěn)定，最終提高工件的加工精度。最后，提出了一種基于MemeticAlgithms(MA)的多目標(biāo)夾具布局優(yōu)化的新方法。通過熵權(quán)法計(jì)算得出每個(gè)目標(biāo)函數(shù)的權(quán)系數(shù)，再將各目標(biāo)函數(shù)的權(quán)系數(shù)乘以其對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，相加求和得到評(píng)價(jià)函數(shù)。之后再利用MA