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应用激光2025年第04期:基于多目标免疫聚类算法的激光切割路径优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:崔晨浩;陈东;王国华;徐子寒;

单位:青岛科技大学机电工程学院;

摘要:针对激光切割过程中的内轮廓优先约束、多重嵌套,以及人工免疫算法的局部收敛性差、执行效率差等问题,提出一种多目标聚类和自适应人工免疫相结合的激光切割路径优化方法。该方法将路径优化问题转换为具有优先约束的广义旅行商问题,在确定多重嵌套部件之间的关系后,采用多目标聚类算法优化目标函数,改进抗体群体的初始化和克隆增殖;在人工免疫算法交叉和变异的过程中,添加自循环交叉和自适应变异算子,实现激光切割路径的优化。试验表明:优化后的算法在求解广义旅行商的数据集时,相比最优解的平均误差为0.24%。在激光切割试验中,优化后算法的收敛次数相较于人工免疫算法减少67.68%;空移路径相较于人工免疫算法、人工免疫蚁群混合算法、免疫粒子群算法分别减少了10.31%、8.21%和4.81%,激光切割效率显著提升。

关键词:激光切割;;路径优化;;广义旅行商问题;;人工免疫算法;;模糊C均值聚类算法

基金资助:国家自然科学基金(52101401)