Ewolucyjna optymalizacja parametrów geometrycznych korpusów frezarki

• Autorzy: Wilk P.

Warianty tytułu

EN

Evolutionary optimization of geometrical parameters of milling machine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowej prototypowej frezarki pionowej z przesuwnym stojakiem, przeznaczonej do obróbki szybkościowej HSC (High Speed Cutting). Celem tej symulacji było znalezienie optymalnych parametrów geometrycznych (grubości i rozmieszczenia ścian) korpusów. Kryteria optymalizacji wynikały z funkcji jakie ma pełnić korpus obrabiarki i odnosiły się do jego masy oraz sztywności statycznej. Do badań zastosowano metodę elementów skończonych i algorytm optymalizacyjny zaimplementowany w systemie Ansys. W wyniku przeprowadzonych obliczeń znaleziono najlepsze parametry geometryczne korpusów, wykorzystując do tego celu opracowane wcześniej procedury realizujące optymalizację za pomocą algorytmów ewolucyjnych.

EN

The presented article contains the discussion of problems connected with optimization of machine tool frames. Such frames should be designed taking into account at least two criterions: mechanical stiffness and weight. Coefficient of stiffness should be as big as possibly but the weight of the frame should be as big as possible. The weight of movable frame has a great influence on dynamic properties of the feed drive (in modern machine tools like CNC machine tools all movable frames are driven using so called servodrives with AC or DC motors). For that reason we tried to optimise the frames of the milling machine tool looking for the best values of thickness and positions of walls. Presented method was used in optimization of geometrical parameters of machine tool frames such as: dimensions, thickness as well as position of walls. Solution which was obtained in process of optimization frames was compared with variant proposed through constructor.

Słowa kluczowe

PL

frezarka; kryteria optymalizacji; algorytm optymalizacji; ANSYS; MES (metoda elementów skończonych)

EN

milling machine; optimization criteria; ANSYS; FEM

• Wydawca: Katedra Budowy Maszyn. Politechnika Śląska
• Czasopismo: Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1
• Strony: 81--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Wilk P.

• Politechnika Śląska w Gliwicach, Katedra Budowy Maszyn, ul. Konarskiego 18A, pokój 491,

Bibliografia

• [1] Biedunkiewicz W.: Projektowanie układu konstrukcyjnego obrabiarki. Metodyka, analizy i obliczenia, kryteria sztywnościwe, wartościowanie i wybór rozwiązania. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej nr 517, Instytut Technologii Mechanicznej nr 14, Szczecin, 1994.
• [2] Chlebus E., Cyrek M., Iżykowski S., Koch J., Szynkowski J., Zatoń W.: Obliczanie i badanie korpusów obrabiarek. Prace Naukowe Instytutu Technologii Budowy Maszyn Politechniki Wrocławskiej nr 28, Wrocław, 1984.
• [3] Marchelek K.: Dynamika obrabiarek. Warszawa, WNT, 1991.
• [4] Wrotny L.T.: Projektowanie obrabiarek zagadnienia ogólne i przykłady obliczeń. WNT Warszawa, 1986.
• [5] Budny E., Kacperski T.: Sztywność elementów w budowie maszyn. Prace naukowe. Mechanika, z. 183, Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2000.
• [6] Dietrich T. i inni: Podstawy konstrukcji maszyn. Tom 2. Warszawa, WNT, 2000.
• [5] Pahl G., Beitz W.: Konstruktionslehre, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1977. Wyd. Polskie: Nauka konstruowania, WNT Warszawa, 1984.
• [6] Wilk P.: Próba optymalizacji korpusów obrabiarki z zastosowaniem algorytmu ewolucyjnego i metody elementów skończonych, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Seria monografie nr 137, Radom, 2009.
• [7] Michalewicz Z.: Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs., Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 1994.
• [8] Goldberg D. E.: Algorytmy genetyczne i ich zastosowania. WNT Warszawa, 2003.
• [9] Arabas J.: Wykłady z algorytmów ewolucyjnych. WNT Warszawa, 2004.
• [10] Goldberg D.E.: Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. Addison-Wesley, 1989.
• [11] Wilk P.: Optymalizacja kształtu korpusów obrabiarek na przykładzie frezarki pionowej. Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn nr 1/2007, Gliwice, 2007, s. 67-84.
• [12] Wilk P.: Wartościowanie korpusów obrabiarek w procesie optymalizacji. Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn nr 29. Gliwice 2009. s. 107-118.
• [13] Kaczmarek J.: Podstawy obróbki wiórowej, ściernej i erozyjnej, WNT Warszawa, 1971.