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2014年 11月 机床与液压 NOV.20l4
第42卷 第21期 MACHINET0OL HYDRAULICS Vo1.42No.2l
DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2014.21.041
基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化
王英乾,刘强,夏鸿建,龚俭龙
(广东工业大学机电工程学院,广东省微纳加工技术与装备重点实验室,广东广州510006)
摘要 :立柱是机床的核心部件之一,其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床
的立柱结构作为研究对象,通过仿真实验的方法给立柱的刀具磨削点上施加谐响应力 ,获得立柱在0—175Hz下的动态响
应参数。综合利用中心复合实验设计 、响应曲面法 、多目标遗传算法对立柱结构的最大谐响应振幅、立柱的质量及一阶固
有频率为 目标变量进行多 目标优化,获得立柱设计变量的Pareto解。结果表明:经过多 目标优化设计后,立柱质量没有增
加的前提下,立柱的最大响应振幅大大降低,从而提高立柱的动态刚度和机床的加工精度。
关键词:立柱;动态特性;超精密机床;谐响应分析;遗传算法;加工精度
中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号 :1001—3881(2014)21—157—4
加lti-oHectiveOptimizationforColumnofPrecisionMachine
ToolsBasedonGeneticAlgorithm
WANGYingqian,LIUQiang,XIAHongjian,GONGJianlong
(Micro-nanoProcessingTechnologyandEquipmentProvincialKeyLaboratory,CollegeofMechatronics
Engineering,GuangdongUniversityofTechnoloyg,GuangzhouGuangdong510006,China)
Abstract:Columnisoneofthecorecomponentsofthemachinetool,whichdynamiccharacteristicsisoneoftheimportantfac—
torswhichdeterminetheprocessingaccuracyofsuperprecisionmachine.Bytakingastudyobjectofcolumnstructureofgrindingma—
chinewithprecisionopticalfibermicro-V channel,throughexertingharmonicresponseforceoncutterg ndingpointofcolumnstruc—
turebythemethodofsimulationexperiment,thedynamicresponseparametersofcolumnbetween1Hzand175Hzwereobtained.By
utilizingthecentralcompositedesignandresponsesurfacemethodologyaswellasmulti—objectivegeneticalgorithm,thelargesthamron—
icresponseamplitude,thequalityandthefirstordernaturalfrequencyofcolumnstmcturewereoptimizedasobjectivevariables,and
thepraetosolutionofcolumndesignvariableswasfoundout.Theresultsshowthataftermulti-objectiveoptimizeddesign,onthepre—
conditionthattheweightofthecolumndoesn’tincrease,them~imum amplitudeofresponseofthecolumn
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