1、PDF外文：http:/ Kovacic M, Balic J. Evolutionary programming of a CNC cutting machineJ. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2003, 22(1-2): 118-124. 中文 4225 字 数控切割机的进化规划 1 Kovacic M, Balic J 摘要： 本文基于进化 理论 ,为切割装置是建立一个自发的、智能的 CAD CAM编程控制器智能系统（例如一个 数控激光切割机床）。数控
2、切割设备是应具有能够自主优化由该产品的 CAD 模型确定的切割轨迹的能力的。一种改进的遗传算法就是用于此目的。 关键词： 遗传算法 ； 数控激光切割 ； 路径规划 数控机床自动编程的相关工作 传统数控机床的编程 CAM 系统是众所周知并且在商业可用的。近年来自动数控编程系统越来越广泛地应用于工具车间。下面将介绍几种系统。 文献 1介绍了一种数值控制器，它包含程序设计装置，该装置用于构建编程学习相结合的处理程序。这种处理程序与输入程序相连，以产生工件的生成数控程序。该系统采用了一种新的方 式用于学习处理程序并且使机器操
3、作者能够选择学习模式和改变数控程序。 文献 2介绍了一种刀具轨迹数据生成装置，该装置可以在 CAD数据的基础上，迅速而又安全地产生刀具路径数据。刀具路径生成数据包括一个用于提取与工件的 CAD模型具有相关特点的特征数据提取器。它可以选择切削刀具切削数据的模式，设定最佳的切割方法和刀具路径数据发生器。操作员不需要输入任何生成刀具路径数据。因此，刀具路径的数据可以自动、快速生成。 文献 3所描述的对话框编程系统是用于数控机床程序的 生成。所有的行动都是从 加工要求 和数控单元之间的对话开 始，具有加工程序的输入，并将它下载到数控装置的能力。 文献 4给出了分布式
4、 的 网络化制造模式的概念。本研究主要致力于提高普通数控机床工具的智能化以及他们与外界协调工作的能力。实验结果表明，分布式 1 M. Kovacic . J. Balic Rece
5、ived: 26 March 2002 / Accepted: 17 June 2002 Published online: 19 March 2003 c Springer-Verlag London Limited 2003 网络化制造的原型系统是智能的，它增强了传统数控铣床提高其效率和质量的能力 ,并保护了切削工具。 在文献 5中提出了一种从自动生产线创造不同特色产品的系统和方法。本系统包括一个自动激光切割装置。该方法包括通过操作一个带有参数计算机程序的激光切割机来接收数据文件。该方法还包含了一个用来实现激光切割机自动处理数据文件的自动 电源。 在文献
6、 6中 NC特征单元的提出是为了实时生成刀具路径数据并被用于实现2.5D剖面和三维曲面铣削操作。 所有的系统 的 共同 点 是，他们不是智能化的，也不可能对工件的未知部分生成数控程序，系统的学习能力并未展现出来。 在文献 7中提出的一种生物制造系统的概念（ BMS），概念基于生物自我组织进化的思想。自主移动是 BMS等元素作为载运蛋白的一个基本要求 。 数控编程系统 传统的数控编程 生产车间引进数控机床工具需要一系列的准备工作。准备工作的范围程度随着满足用户特定需求的现代数控机床与日俱增。多亏了 高精度 的数控机床的机械加工操作，
7、使得如今制造最先进和最精密的产品成为可能。机械零件正变得越来越复杂，包括在数控机床上的增加的准备工作和设置时间等方面。如今一种产品的编程数控机床成本占 30%的生产成本；因此，理性地编程数控机床是非常重要的。编程过程的自动化在这里发挥了重要的作用 8。一般情况下，编制程序包括以下步骤 ： 如 图 1 1.基本操作布局 ； 2.详细的工作规划布局 ； 3.编程 ； 4.输出信息。 数控编程的必要条件是： 1.几何数据 ； 2.工具数据 ； 3.机床数据。 几 何 输 入基 本 操 作 布 局详 细 的
8、 工 作 计 划数 控 编 程信 息 输 出 图 1 数控机床的编程 传统系统 VS 进化系统 进化控制的数控机床是一种被高度进化的程序控制的机床。一个进化控制的CNC机器能够自主地进行基本的操作、工作布局规划以及生产技术上和几何上复杂的产品，从而相应地减少上述 30%的生产成本和产品价格的比例 ，如 图 2。 设计和制造是产品制造的主要阶段。设计包括规划和优化。规划决定了产品的制造，所以规划必须反复斟酌。简单的计算可以证明以上陈述。进化支持的编程阶段是完全自动化的，因而它减少了编程近 30%的成本，这意味着我们能降低10%的生产成本。如果在下一
9、步的制 造成本只降低 10%的话，我们也得到了一个令人羡慕的下降 20%生产成本。 进化遗传算法被用于这项工作，它已被证明是一个在多规范、多参数、和不断变化的环境下的一种有效的优化工具。这种环境下有时候会有许多不同的，意想不到的，甚至是矛盾的条件，这是很难预料的，通过常规的方法来控制更加困难。 进化规划简介 进化优化过程不同于常规的使用概率原则 （随机行动）的优化方法。因此，没有上述限制适用于他们。图 3显示了进化优化方法的一般过程。解决优化问题通常从 一个解决方案的随机创建开始 9。 既然我们坚持用生物的比喻来解决这 个问题，那这方法就可以被称为有机体或染色体。每个随机生成的有机体代表了一个优化问题的近似准确的解决方案。有机体随后被评估。选择和变异操作的协作更大概率地分配给那些能够较好的解决了这一问题的有机体。
