[发明专利]一种数控机床加工任务与刀具的调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床生产加工制造系统，尤其是数控机床联网的制造系统，考虑机床的现有加工负荷，通过刀具与加工任务的合理分配，实现待加工任务在最短时间内完成的管理目标的加工任务与刀具的调度方法。

背景技术

对于复杂的、多品种中小批量的自动化生产制造系统，生产计划与调度技术是制造系统能否取得预期经济效益的关键技术之一。它的目标是通过对制造过程中物料流的合理规划、调度与控制，实现提高生产效率、缩短制造周期，提高生产资源利用率的目的，保证生产系统的高效运行。在包括数控加工中心在内的自动化生产制造系统中，对应不同的加工工序，一般一个工件的加工需要由若干把不同的刀具完成。为了高效率的完成加工任务，应该尽量安排一个工件在一台数控加工中心上完成，以减少工件的装卡时间。因此，需要将该工件加工所需要的刀具安装在数控加工中心的刀库之中。然而，对于多品种中小批量的自动化生产制造系统，每种工件的加工工序不同，所需要的刀具也不相同。受刀具数量与加工设备数量的限制，需要解决刀具分配与加工任务调度的问题，即实现各种刀具存放在哪台机床的刀库中的决策以及各种工件加工任务由哪台加工设备完成的决策。该问题在实际生产中，往往会导致加工设备由于缺乏刀具而必须等待其它加工设备完成加工后，才能实现工件的加工情况，即出现机床等刀具的情况。这将极大地影响系统的生产效率。

为了解决该问题，本发明提出了一种以加工一组工件时，系统通过时间最少(即待加工任务在最短时间内完成)为优化目标的数控机床加工任务与刀具的调度方法。

发明内容

本发明是要提供一种数控机床加工任务与刀具的调度方法，用于解决生产制造系统高效运行的技术问题，该方法能够考虑生产制造系统中各个机床的现有加工负荷，通过刀具与加工任务的合理分配，实现待加工任务在最短时间内完成的管理目标。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种数控机床加工任务与刀具的调度方法，包括有n台加工设备M₁，M₂，…，M_n构成一个生产制造加工系统，m种工件p₁，p₂，…，p_m的加工任务，每种工件的加工均由若干道p_ij工序组成，p_ij表示第i个工件的第j道工序，根据加工工艺要求由生产制造加工系统中不同的加工设备完成，其特征在于，其具体步骤为：

(1)产生一个初始的解群体

考虑各工件不同工序在指定加工设备上加工的约束条件，随机生成每台加工设备上，加工各工件不同工序的加工任务顺序；根据遗传算法，每台加工设备需要生成N种不同的加工任务顺序，即产生一个初始的解群体；

(2)计算随机生成的N种不同的加工任务顺序情况下的系统通过时间，并根据计算结果评价其优劣；

(3)根据遗传算法的遗传算子：复制、交叉和变异，挑选k个最优解为每台加工设备生成新的N种不同的加工任务顺序；

(4)重新评价每个加工任务顺序的优劣，直至完成预先设定的计算次数为止；

(5)将最后一次计算结果中的最优解，即每台加工设备上，加工各工件不同工序的加工任务顺序，作为最后的数控机床加工任务调度结果。

2.根据权利要求1所述的数控机床加工任务与刀具的调度方法，其特征在于，上述步骤(4)的具体方法如下：采用步骤(2)的方法，对步骤(3)中新生成的N 种不同的加工任务顺序进行优劣评价，并采用遗传算子利用步骤(3)的方法继续生成新的N种不同的加工任务顺序，直至完成预先设定的计算次数为止。

本发明的有益效果：

通过该发明的方法，解决了数控机床加工任务与刀具的调度问题，所发明的方法特别适用于数控机床联网控制的系统使用，可以有效地提高自动化生产系统的运行效率。

具体实施方式

下面将对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围

实施例