第10期 2016年10月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)10001704
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt.2016. 10.005
基于GA-GRNN的复合铣床立柱优化
高亚洲，史耀耀
（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安710072）
No.10 Oct.2016
摘要：立柱是复合铣床的主要承力部件，其质量直接影响机床的刚性和动态性能，进而影响加工质量，因此对有必要对复合铣床立柱质量进行优化设计。首先采用灵敏度分析法，获得影响立柱质量
变形量的模型，并通过遗传算法对模型方程进行导优求解，得出尺寸参数最优解组合；最后在优化后立柱的最大变形量不超过原立柱最大变形量的情况下，优化后的机床立柱的质量减轻了10.09%，前 2阶频率分别提高了3.10%、2.42%，证明GA-GRNN优化机床立柱是可靠有效的，可以将其推广到更广泛的领域。
关键词：遗传算法：广义回归神经网络：均匀实验：灵敏度分析
中图分类号：TH162；TG506
文献标识码：A
Column Optimization of Compound Milling Machine Tool Based on GA-GRNN
GAO Ya-zhou, SHI Yao-yao
( The key Laboratory of Contemporary Design and integrated Manufacturing Technology Ministry of Education China, Northwestern Polytechnical University, Xi' an 710072, China)
Abstract: The column is the main bearing components of compound milling machine tool, and the rigidity and dynamic performance of machine tool is affected by its'mass directly , and then so is the processing qual ity, so it is necessary to optimize and design the mass of compound milling machine tool. Firstly, the sensi-tivity analysis is used to obtain the sensitive dimension parameters that have influence on the column mass. Secondly, the approximate models of the mass of the column, the first two order frequency and the maxi-mum deformation are established based on the uniform experiment and GRNN. And the approximate models eaeeeea with the static and dynamic performance of the original column structure being almost the same, the mass of the optimized machine tool column is reduced by 10. 09% and and the first two order frequency are in-creased by 3. 10% and 2. 42% respectively, which proves GA-GRNN is reliable and effective to optimize
the machine tool column and it can be extended to more wide domain. Keywords:GA;GRNN;uniform experiment;sensitivity analysis
0引言
在现代航空航天产业高速发展的时代，越来越广泛的应用整体叶盘且呈现出多样化、复杂化的发展趋势1]。在整体叶盘复合铣床机构中，立柱起着至关重要的支撑作用和基准作用，其强度、刚度及稳定性将直接影响到机床的加工精度、加工效率、抗振性及寿命。以往的经验法设计中，机床重量的80%用于保证机床的刚度，只有20%用于机床的运动12]，因此，其进行轻量化设计十分必要。针对机床结构，国内外众多学者提出了许多优化和分析方法。CAO[3]等将全局灵敏度分析法运用于通用活塞式航空发动机的安全设计验
收稿日期：2016-06-07；修回日期：2016-0622
8基金项目：国家科技重大专项资助项目（2013ZX04001-081）
证，他不仅将灵敏度分析应用到考虑不确定性因素和参数间交互作用的系统安全评估中，还展示了基于灵敏度分析的结果，如何提高安全设计水平；姚拴宝[4]等运用GRNN对高速列车头进行了优化设计，有效的减小了列车头部外形的气动阻力；Shahnewaz.M5]等运用遗传算法和可靠性分析对带有FRP筋和箍筋加强筋的细长混凝土梁的剪切变形方程进行优化，使优化的方程具有更小的分散性。
由于仅仅使用灵敏度分析难以保证得到最优参数组合，所以首先采用灵敏度分析法找出对立柱的质量影响敏感的参数，再利用均匀试验表设计立柱需优化
作者简务务数据991—），男，河南商丘人，西北工业大学硕士研究生，研究方向为专用数控工艺装备，（E-mail）gaoy226@163.com。