为了提高数控铣削加工的生产效率,降低生产成本,同时改善生产工件的加工质量,根据最优化思想,建立以铣削加工参数为优化变量,以铣削力、机床主轴转速和加工面粗糙度等为约束条件,以最短加工时间和最低生产成本为目标的优化函数。在标准粒子群算法的基础之上,引入惩罚函数,将多约束优化问题转变为无约束优化问题,改善了求解过程的复杂性;同时,针对粒子群算法容易陷入局部最优的问题,将其与模拟退火算法结合,增强粒子的全局搜索能力,改善粒子的局部收敛性。通过仿真实例验证了改进粒子群算法的有效性和优越性,改善了工件的加工时间与生产成本。

在实际的生产中,经常会生产结构相似的零件,在对这些零件进行数控编程时,传统的编程方法会增加大量的重复性操作。为了提高数控加工的编程效率,实现数控编程的规范性与合理性,提出一种基于模板实现相似结构零件加工程序转换的方法。因盘类零件在生产加工中的应用日益广泛,以其作为代表,根据其特征的不同建立盘类零件的特征模板知识库,并将一些典型盘类零件的加工过程保存为零件模板;当对盘类零件进行数控编程时,根据相似特征匹配规则从特征模板知识库中调用特征模板或典型零件模板;最后在CAM软件中更改加工面与必要的加工参数,实现加工程序的快速转换。通过实际应用,在UG NX软件中验证了该方法的有效性。

针对复杂机电产品布线路径规划过程中存在的效率较低、可应用性差等问题,提出一种改进粒子群算法,使用栅格法对布线空间进行划分,对障碍物建模并进行方向包围盒处理。为了避免算法在迭代过程中陷入局部最优,引入非线性逐渐递减的惯性权重与异步变化的学习因子,并且将贴壁约束加入到路径规划的过程中,保证线缆在敷设时路径的合理性。最后在仿真试验中,与标准粒子群算法进行对比,验证了改进后算法的合理性与可行性。

针对航空产品对紧固件的大量使用所形成的高成本及选用过程效率低的问题,研究了在满足紧固件设计要求的情况下,合理选取紧固件个数与紧固件直径,从而得到最小预估成本的优化方法。为此提出了基于改进遗传算法的紧固件最小成本优化,以35钢六角螺栓为例建立数学模型,在设定相同约束条件与设计参数的情况下分析了图解法、传统遗传算法、改进遗传算法对螺栓最小成本优化过程与结果。对比三种方法得到的螺栓最小成本,得出改进遗传算法优化结果最小,为紧固件的选取与成本估计提高了效率。