本發(fā)明涉及數(shù)控加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種多類圖元混合加工路徑優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：在數(shù)控加工作業(yè)中，通常要求計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)軟件能夠讀取AutoCAD的圖形數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工系統(tǒng)所執(zhí)行的加工G代碼。圖形交互式文件(Drawinginterchangeformat，DXF)是Autodesk公司推出的AutoCAD與CAD/CAM編程系統(tǒng)進(jìn)行加工圖形數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)格式文件。但DXF文件中的圖形元素是依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員繪制圖元的先后順序而自動(dòng)保存的，具有一定的隨機(jī)無(wú)序性。若CAM系統(tǒng)對(duì)讀取的DXF文件圖元數(shù)據(jù)不進(jìn)行優(yōu)化處理而直接產(chǎn)生加工G代碼，將會(huì)造成數(shù)控加工系統(tǒng)的刀具空程路徑過(guò)長(zhǎng)及刀具的頻繁起落，而根據(jù)加工對(duì)象的復(fù)雜度即加工軌跡段數(shù)量，非加工時(shí)間占整個(gè)加工時(shí)間的15％-30％，當(dāng)加工軌跡段較復(fù)雜時(shí)將明顯降低加工效率并影響刀具使用壽命。因此對(duì)DXF文件中的加工圖元信息進(jìn)行空程路徑優(yōu)化具有重要的意義。目前對(duì)于數(shù)控加工路徑優(yōu)化的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了許多相應(yīng)的研究，但大多主要集中在孔群加工路徑優(yōu)化，平面加工輪廓的路徑優(yōu)化也有部分相關(guān)研究，但主要針對(duì)封閉式加工輪廓或支持簡(jiǎn)單圖元類型，而對(duì)于多圖元復(fù)雜混合軌跡加工路徑優(yōu)化問(wèn)題的研究相對(duì)較少。通?？兹郝窂絻?yōu)化問(wèn)題可當(dāng)作旅行商問(wèn)題(TravelingSalesmanProblem，簡(jiǎn)稱TSP)進(jìn)行求解，即孔群可被認(rèn)為是一系列點(diǎn)來(lái)處理，由于處理對(duì)象單一，其數(shù)學(xué)模型較為簡(jiǎn)單。而平面加工輪廓路徑優(yōu)化問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為廣義旅行商問(wèn)題(GeneralizedTravelingSalesmanProblem,簡(jiǎn)稱GTSP)求解。針對(duì)平面封閉式輪廓軌跡路徑優(yōu)化的研究，相關(guān)算法有最短近鄰算法、結(jié)合局部搜索的蟻群算法和遺傳算法,但此類研究均沒(méi)有對(duì)非封閉及多類圖元混合軌跡圖形路徑優(yōu)化進(jìn)行說(shuō)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)多類圖元混合軌跡加工路徑優(yōu)化，可顯著減少加工中刀具空走路徑，提高加工效率，同時(shí)可方便地?cái)U(kuò)展圖元類型，適用于木工、型材、電子等多個(gè)行業(yè)加工需要的多類圖元混合加工路徑優(yōu)化方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種多類圖元混合加工路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟：S1，讀取DXF文件，獲取圖元信息，該圖元信息包括點(diǎn)、直線段、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、多段線及B樣條曲線；S2，對(duì)圖元重構(gòu)，對(duì)于由點(diǎn)、圓、橢圓形成的單圖元封閉軌跡段圖形，以該圖元的中心點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由直線、圓弧、橢圓弧或B樣條曲線形成的單圖元非封閉軌跡段圖形，以該圖元的兩端點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由多個(gè)圖元構(gòu)成的非封閉式軌跡段圖形，將該多個(gè)圖元組成一個(gè)組合體，取該軌跡圖形的兩端點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由多個(gè)圖元構(gòu)成的封閉式軌跡段圖形，任意取該封閉式軌跡圖形的其中一點(diǎn)作為初始點(diǎn)，對(duì)每個(gè)軌跡段圖形的類型進(jìn)行標(biāo)記和遺傳編碼；S3，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，給定m個(gè)點(diǎn)集V1,V2,…,Vi,…,Vm，把Vi內(nèi)的點(diǎn)數(shù)記作ni，則m個(gè)點(diǎn)集的總點(diǎn)數(shù)n＝n1+n2+…+ni+…+nm，其中i＝1,2,…,m，從每個(gè)點(diǎn)集Vi中取1～2點(diǎn)構(gòu)成賦權(quán)圖Gj(j＝1,2,…,n1,n2…nm)，從該賦權(quán)圖中獲取得到一條可遍歷m個(gè)點(diǎn)集的路徑最短的哈密頓回路Lj，則刀具的最短加工路徑L為：其中D(L)、D(Lj)分別表示路徑L和Lj的長(zhǎng)度。所述方法還包括以下步驟：S4，根據(jù)軌跡段圖形數(shù)量自適應(yīng)計(jì)算初始種群大小，該初始種群中的個(gè)體標(biāo)記為染色體，采用以下適應(yīng)函數(shù)計(jì)算，P＝20+10kk=0,2<N≤6∈(N5,N+55],6<N≤7015,70<N]]>其中，P表示種群數(shù)目，該P(yáng)的取值范圍為50～200之間，N表示軌跡段圖形數(shù)目，k表示不同軌跡段圖形所對(duì)應(yīng)的取值；S5，對(duì)初始種群中的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算，采用以下適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算：f=a1D(L)+C+b]]>式中，a和b為適應(yīng)度調(diào)整系數(shù)，根據(jù)以上適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算得到每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，得到最大的適應(yīng)度值fmax和該初始種群的平均適應(yīng)度值favg；S6，若初始種群的每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值不滿足結(jié)束條件，則從該初始種群中選擇出兩個(gè)染色體；S7，對(duì)選出的兩個(gè)染色體進(jìn)行交叉操作；S8，對(duì)經(jīng)過(guò)交叉操作的兩個(gè)染色體進(jìn)行變異操作；S9，核查是否已創(chuàng)建新的種群，若是，則種群數(shù)量N＝N+1，若不是，則返回步驟S7；S10，查看當(dāng)前種群數(shù)量N是否大于最大迭代次數(shù)，若是，則遍歷軌跡段圖形，獲得軌跡段圖形的新起點(diǎn)，重新獲得加工路徑；若不是，則轉(zhuǎn)到步驟S5。所述方法還包括步驟：S11，若種群的每個(gè)個(gè)體適應(yīng)度值滿足結(jié)束條件或種群當(dāng)前迭代次數(shù)N大于最大迭代次數(shù)，則結(jié)束遺傳進(jìn)化，得到初步排序路徑L，初步路徑L＝P1,P2,...Pi,...，其中Pi是初步路徑L中第i條軌跡段圖形的編碼幾何點(diǎn)，i＝1,2,3...m,其中m是軌跡段圖形總數(shù)，L的長(zhǎng)度為：D(L)＝d(P1P2)+d(P2P3)+...+d(PiPi+1)+...+d(Pm-1Pm)式中，d(PiPi+1)是點(diǎn)Pi到Pi+1的距離。所述步驟S11具體包括：S11.1，遍歷初步路徑L，并獲取該初步路徑中的軌跡段圖形i；S11.2，若該軌跡段圖形i屬于單圖元封閉軌跡段圖形，取當(dāng)前軌跡段圖形i幾何點(diǎn)Pi、上一個(gè)軌跡段圖形幾何點(diǎn)Pi-1和下一個(gè)軌跡段圖形幾何點(diǎn)Pi+1，1<i<m，建立過(guò)Pi-1和Pi+1兩點(diǎn)的直線Pi-1Pi+1，并計(jì)算該直線與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)；S11.3，若存在一個(gè)交點(diǎn)，則取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)；S11.4，若存在兩個(gè)交點(diǎn)，則取其中任一交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)；S11.5，若無(wú)交點(diǎn)，則過(guò)當(dāng)前軌跡段圖形i幾何點(diǎn)Pi作垂直于直線Pi-1Pi+1的直線O為垂點(diǎn)，并計(jì)算直線與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)；S11.6，當(dāng)i＝1時(shí)，則計(jì)算直線PiPi+1與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，并取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)；S11.7，當(dāng)i＝m時(shí)，則計(jì)算直線Pi-1Pi與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，并取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)；S11.8，將得到的新幾何點(diǎn)更新至初步路徑L中；S11.9，若i≤m，轉(zhuǎn)步驟S11.1,并計(jì)算下一軌跡段的新起點(diǎn)，直到所有軌跡段都被計(jì)算完畢。所述方法還包括以下步驟：S11.10，若該軌跡段圖形i屬于多圖元封閉軌跡段圖形，則依次取該封閉軌跡段圖形i的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)vj(j＝1,2,3...ni),計(jì)算vj到上一條軌跡段圖形的新幾何點(diǎn)pi-1和到下一條軌跡段圖形的原始幾何點(diǎn)pi+1的距離之和，把具有最小距離之和的點(diǎn)vj作為軌跡i的新起點(diǎn)，并更新到初步路徑L中，并轉(zhuǎn)到步驟S11.9。所述方法還包括以下步驟：S11.11，若該軌跡段圖形i屬于非封閉式軌跡段圖形，則對(duì)于該非封閉式軌跡段圖形i的節(jié)點(diǎn)vj(j＝1,2,3...ni),取兩端點(diǎn)v1、依次計(jì)算v1、到上一條軌跡段圖形的新幾何點(diǎn)pi-1的距離s1,i-1、以及v1、到下一條軌跡段圖形的原始幾何點(diǎn)pi+1的距離s1,i+1、形成的路徑組合有s1,i-1、和s1,i+1；若則將v1作為該段軌跡圖形起點(diǎn)，為終點(diǎn)；若則將作為該段軌跡圖形起點(diǎn)，v1為終點(diǎn)，并重構(gòu)更新到初步路徑L中。S11.12，計(jì)算該軌跡段圖形i兩端點(diǎn)v1、之間的距離δi,若δi＞d(PiPi-1)+d(PiPi+1)，則將第i-1與i段軌跡圖形調(diào)換順序，并計(jì)算i-2到i+2段軌跡間的路徑總和Σi,1，同時(shí)將第i與i+1段軌跡圖形調(diào)換順序并計(jì)算i-2到i+2段間的路徑總和Σi,2,將Σi,1、Σi,2與原路徑相比，取最小路徑所對(duì)應(yīng)的軌跡序列更新至整個(gè)路徑鏈表中；然后轉(zhuǎn)到步驟S11.9。所述步驟S6中從種群中選擇染色體時(shí)采用多輪輪盤賭算法進(jìn)行選擇。所述步驟S7和步驟S8中交叉和變異采用以下自適應(yīng)公式計(jì)算：Pc=pc1-(pc1-pc2)(f′-favg)(fmax-favg),f′≥favgpc1,f′<favg]]>Pm=pm1-(pm1-pm2)(fmax-f)(fmax-favg),f≥favgpm1,f<favg]]>式中：fmax和favg分別為種群中的最大適應(yīng)度值和平均適應(yīng)度值；f'和f分別為交叉的兩個(gè)個(gè)體中較大的適應(yīng)度值和變異個(gè)體的適應(yīng)度值；pc1和pc2分別為交叉概率的上限和上下幅值；pm1和pm2分別為變異概率的上限和上下幅值。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)多類圖元混合軌跡加工路徑優(yōu)化，得到最短加工路徑。該可顯著減少加工中刀具空走路徑，提高加工效率，同時(shí)可方便地?cái)U(kuò)展圖元類型，適用于木工、型材、電子等多個(gè)行業(yè)加工需要。附圖說(shuō)明附圖1為本發(fā)明流程示意圖；附圖2為本發(fā)明DXF文件讀取流程示意圖；附圖3為多類圖元混合路徑優(yōu)化測(cè)試用例；附圖4為針對(duì)附圖3所示的路徑優(yōu)化后的路徑示意圖。具體實(shí)施方式為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明中，為滿足不同行業(yè)CAM編程系統(tǒng)的兼容性與擴(kuò)展性，采用C++面向?qū)ο蟮乃枷?，并基于開源C++庫(kù)dxflib構(gòu)建了dxf文件讀取類庫(kù)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工各行業(yè)。其中，dxflib庫(kù)的可靠性高，可實(shí)現(xiàn)任何操作系統(tǒng)上的dxf文件的讀取，且不產(chǎn)生任何附加成本。DXF文件具有嚴(yán)格規(guī)范的存儲(chǔ)格式，由標(biāo)題段、表段、塊段、實(shí)體段、對(duì)象區(qū)段和文件結(jié)束段6部分組成，其中加工圖形幾何信息均定義在實(shí)體段中，一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)一個(gè)圖元。通過(guò)讀取DXF文件圖元信息，針對(duì)不同圖元數(shù)據(jù)進(jìn)行軌跡段圖形重構(gòu)并分類編碼，將適用多類圖元混合路徑優(yōu)化的第二類GTSP模型轉(zhuǎn)化為TSP問(wèn)題，同時(shí)在遺傳進(jìn)化過(guò)程中采用線性定標(biāo)適應(yīng)度及自適應(yīng)遺傳算子進(jìn)行全局路徑排序，最后根據(jù)軌跡段圖形類型進(jìn)行局部尋優(yōu)起點(diǎn)計(jì)算，從而得到最短路徑。如附圖1和2所示，一種多類圖元混合加工路徑優(yōu)化方法，包括以下步驟：S1，讀取DXF文件，獲取圖元信息，該圖元信息包括點(diǎn)、直線段、圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、多段線及B樣條曲線等實(shí)體圖元。S2，對(duì)圖元重構(gòu)，對(duì)于由點(diǎn)、圓、橢圓形成的單圖元封閉軌跡段圖形，以該圖元的中心點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由直線、圓弧、橢圓弧或B樣條曲線形成的單圖元非封閉軌跡段圖形，以該圖元的兩端點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由多個(gè)圖元構(gòu)成的非封閉式軌跡段圖形，將該多個(gè)圖元組成一個(gè)組合體，取該軌跡圖形的兩端點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于由多個(gè)圖元構(gòu)成的封閉式軌跡段圖形，任意取該封閉式軌跡圖形的其中一點(diǎn)作為初始點(diǎn)，對(duì)每個(gè)軌跡段圖形的類型進(jìn)行標(biāo)記和遺傳編碼。也就是說(shuō)，對(duì)于點(diǎn)、圓、橢圓而言，只考慮其中心點(diǎn)，將其中心點(diǎn)作為路徑起點(diǎn)。對(duì)于直線、圓弧、橢圓弧或B樣條曲線等圖元，將其的兩個(gè)端點(diǎn)作為路徑節(jié)點(diǎn)。對(duì)于由多個(gè)圖元構(gòu)成的非封閉式軌跡段圖形，忽略圖形中間節(jié)點(diǎn)，取該軌跡圖形的兩端點(diǎn)為路徑節(jié)點(diǎn)。而且，將各軌跡段圖形進(jìn)行分類編碼，編碼規(guī)則見(jiàn)下表1所示，Ci表示第i個(gè)編碼點(diǎn)對(duì)象。表1S3，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，給定m個(gè)點(diǎn)集V1,V2,…,Vi,…,Vm，把Vi內(nèi)的點(diǎn)數(shù)記作ni，則m個(gè)點(diǎn)集的總點(diǎn)數(shù)n＝n1+n2+…+ni+…+nm，其中i＝1,2,…,m，從每個(gè)點(diǎn)集Vi中取1～2點(diǎn)構(gòu)成賦權(quán)圖Gj(j＝1,2,…,n1,n2…nm)，從該賦權(quán)圖中獲取得到一條可遍歷m個(gè)點(diǎn)集的路徑最短的哈密頓回路Lj，則刀具的最短加工路徑L為：其中D(L)、D(Lj)分別表示路徑L和Lj的長(zhǎng)度。所述方法還包括以下步驟：S4，根據(jù)軌跡段圖形數(shù)量自適應(yīng)計(jì)算初始種群大小，該初始種群中的個(gè)體標(biāo)記為染色體，采用以下適應(yīng)函數(shù)計(jì)算，P＝20+10kk=0,2<N≤6∈(N5,N+55],6<N≤7015,70<N]]>其中，P表示種群數(shù)目，該P(yáng)的取值范圍為50～200之間，N表示軌跡段圖形數(shù)目，k表示不同軌跡段圖形所對(duì)應(yīng)的取值。根據(jù)軌跡段圖形數(shù)量自適應(yīng)調(diào)整種群大小，由上式可看出，種群個(gè)數(shù)P在50-200之間隨加工軌跡段圖形數(shù)目不同而自動(dòng)變化。該初始種群當(dāng)作遺傳進(jìn)化的初始解。S5，對(duì)初始種群中的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算，采用以下適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算：f=a1D(L)+C+b]]>式中，a和b為適應(yīng)度調(diào)整系數(shù)，根據(jù)以上適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算得到每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值，得到最大的適應(yīng)度值fmax和該初始種群的平均適應(yīng)度值favg。根據(jù)該適應(yīng)函數(shù)計(jì)算得到每初始種群中每個(gè)染色體的適應(yīng)度值，從而使得每個(gè)染色體的適應(yīng)值得到優(yōu)化。S6，若初始種群的每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度值不滿足結(jié)束條件，則從該初始種群中選擇出兩個(gè)染色體。采用多輪輪盤賭選擇算子，根據(jù)M個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度計(jì)算選擇概率并劃分為M個(gè)區(qū)間，計(jì)算出每個(gè)區(qū)間上產(chǎn)生的隨機(jī)個(gè)數(shù)，利用產(chǎn)生的隨機(jī)個(gè)數(shù)取最大值所在區(qū)間對(duì)應(yīng)的個(gè)體作為本輪選擇的個(gè)體，重復(fù)選擇M次以達(dá)到種群大小。S7，對(duì)選出的兩個(gè)染色體進(jìn)行交叉操作。交叉操作時(shí)，采用部分映射雜交，先隨機(jī)地在父體中選取兩個(gè)雜交點(diǎn)，再交換相應(yīng)段，然后根據(jù)段內(nèi)的值確定部分映射。S8，對(duì)經(jīng)過(guò)交叉操作的兩個(gè)染色體進(jìn)行變異操作。變異操作時(shí)，采用均勻變異運(yùn)算，對(duì)個(gè)體定義一個(gè)較小區(qū)間作為變異域，隨機(jī)取出取一個(gè)數(shù)以代替變異域，以得到變異后個(gè)體。S9，核查是否已創(chuàng)建新的種群，若是，則種群數(shù)量N＝N+1，若不是，則返回步驟S7。S10，查看當(dāng)前種群數(shù)量N是否大于最大迭代次數(shù)，若是，則遍歷軌跡段圖形，獲得軌跡段圖形的新起點(diǎn)，重新獲得加工路徑；若不是，則轉(zhuǎn)到步驟S5，再次對(duì)當(dāng)前種群的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行適應(yīng)度計(jì)算。S11，若種群的每個(gè)個(gè)體適應(yīng)度值滿足結(jié)束條件或種群當(dāng)前迭代次數(shù)N大于最大迭代次數(shù)，則結(jié)束遺傳進(jìn)化，得到初步排序路徑L，初步路徑L＝P1,P2,...Pi,...，其中Pi是初步路徑L中第i條軌跡段圖形的編碼幾何點(diǎn)，i＝1,2,3...m,其中m是軌跡段圖形總數(shù)，L的長(zhǎng)度為：D(L)＝d(P1P2)+d(P2P3)+...+d(PiPi+1)+...+d(Pm-1Pm)式中，d(PiPi+1)是點(diǎn)Pi到Pi+1的距離。所述步驟S11具體包括：S11.1，遍歷初步路徑L，并獲取該初步路徑中的軌跡段圖形i。S11.2，若該軌跡段圖形i屬于單圖元封閉軌跡段圖形，取當(dāng)前軌跡段圖形i幾何點(diǎn)Pi、上一個(gè)軌跡段圖形幾何點(diǎn)Pi-1和下一個(gè)軌跡段圖形幾何點(diǎn)Pi+1，1<i<m，建立過(guò)Pi-1和Pi+1兩點(diǎn)的直線Pi-1Pi+1，并計(jì)算該直線與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)。S11.3，若存在一個(gè)交點(diǎn)，則取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)。S11.4，若存在兩個(gè)交點(diǎn)，則取其中任一交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)。S11.5，若無(wú)交點(diǎn)，則過(guò)當(dāng)前軌跡段圖形i幾何點(diǎn)Pi作垂直于直線Pi-1Pi+1的直線O為垂點(diǎn)，并計(jì)算直線與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)。S11.6，當(dāng)i＝1時(shí)，則計(jì)算直線PiPi+1與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，并取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)。S11.7，當(dāng)i＝m時(shí)，則計(jì)算直線Pi-1Pi與當(dāng)前軌跡段圖形i的交點(diǎn)，并取該交點(diǎn)為當(dāng)前軌跡段圖形i的新幾何點(diǎn)。S11.8，將得到的新幾何點(diǎn)更新至初步路徑L中。S11.9，若i≤m，轉(zhuǎn)步驟S11.1,并計(jì)算下一軌跡段的新起點(diǎn)，直到所有軌跡段都被計(jì)算完畢。S11.10，若該軌跡段圖形i屬于多圖元封閉軌跡段圖形，則依次取該封閉軌跡段圖形i的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)vj(j＝1,2,3...ni),計(jì)算vj到上一條軌跡段圖形的新幾何點(diǎn)pi-1和到下一條軌跡段圖形的原始幾何點(diǎn)pi+1的距離之和，把具有最小距離之和的點(diǎn)vj作為軌跡i的新起點(diǎn)，并更新到初步路徑L中，并轉(zhuǎn)到步驟S11.9。S11.11，若該軌跡段圖形i屬于非封閉式軌跡段圖形，則對(duì)于該非封閉式軌跡段圖形i的節(jié)點(diǎn)vj(j＝1,2,3...ni),取兩端點(diǎn)v1、依次計(jì)算v1、到上一條軌跡段圖形的新幾何點(diǎn)pi-1的距離s1,i-1、以及v1、到下一條軌跡段圖形的原始幾何點(diǎn)pi+1的距離s1,i+1、形成的路徑組合有s1,i-1、和sni,i-1、s1,i+1。若則將v1作為該段軌跡圖形起點(diǎn)，為終點(diǎn)；若則將作為該段軌跡圖形起點(diǎn)，v1為終點(diǎn)，并重構(gòu)更新到初步路徑L中。S11.12，計(jì)算該軌跡段圖形i兩端點(diǎn)v1、之間的距離δi,若δi＞d(PiPi-1)+d(PiPi+1)，則將第i-1與i段軌跡圖形調(diào)換順序，并計(jì)算i-2到i+2段軌跡間的路徑總和Σi,1，同時(shí)將第i與i+1段軌跡圖形調(diào)換順序并計(jì)算i-2到i+2段間的路徑總和Σi,2,將∑i,1、∑i,2與原路徑相比，取最小路徑所對(duì)應(yīng)的軌跡序列更新至整個(gè)路徑鏈表中；然后轉(zhuǎn)到步驟S11.9。另外，所述從種群中選擇染色體時(shí)采用多輪輪盤賭算法進(jìn)行選擇。所述交叉和變異采用以下自適應(yīng)公式計(jì)算：Pc=pc1-(pc1-pc2)(f′-favg)(fmax-favg),f′≥favgpc1,f′<favg]]>Pm=pm1-(pm1-pm2)(fmax-f)(fmax-favg),f≥favgpm1,f<favg]]>式中：fmax和favg分別為種群中的最大適應(yīng)度值和平均適應(yīng)度值；f'和f分別為交叉的兩個(gè)個(gè)體中較大的適應(yīng)度值和變異個(gè)體的適應(yīng)度值；pc1和pc2分別為交叉概率的上限和上下幅值；pm1和pm2分別為變異概率的上限和上下幅值。對(duì)交叉和變異概率在平均適應(yīng)度值處進(jìn)行自適應(yīng)緩慢調(diào)整處理，提高適應(yīng)度接近平均適應(yīng)度的個(gè)體的交叉和變異概率，保證當(dāng)代種群中優(yōu)良個(gè)體仍具一定的交叉和變異概率。針對(duì)DXF文件中圖元的排列無(wú)序性及多類圖元混合加工路徑中的單圖元軌跡段與多圖元組合軌跡段、非封閉式軌跡段與封閉式軌跡段的給加工走刀路徑優(yōu)化帶來(lái)的困擾，提出了基于GTSP問(wèn)題模型與改進(jìn)遺傳算法的加工路徑初步排序方法。通過(guò)對(duì)不同軌跡段的分類編碼，將復(fù)雜的第二類GTSP模型轉(zhuǎn)化為TSP問(wèn)題，同時(shí)采用基于線性定標(biāo)及交叉、變異概率自適應(yīng)處理的遺傳算法加工路徑進(jìn)行全局路徑初步排序，再通過(guò)軌跡段的起點(diǎn)計(jì)算與局部尋優(yōu)實(shí)現(xiàn)最短路徑優(yōu)化，有效地解決多類型圖元混合加工路徑的優(yōu)化問(wèn)題，可廣泛應(yīng)用于電子、木工、鋁材等加工行業(yè)，提高機(jī)床加工效率。如附圖3和4所示，為應(yīng)用本發(fā)明方法后得到的優(yōu)化后的加工路徑。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3