Լազերային երեսպատման գործընթացի էներգիայի սպառումը և մշակման ժամանակը նվազեցնելու համար այս աշխատությունը առաջարկում է ա լազերային ծածկույթ գործընթացի պարամետրերի օպտիմալացման մեթոդ՝ հիմնված էներգաարդյունավետության վրա: Որպես չափանիշ հաշվի առնելով էներգիայի հատուկ սպառումը լազերային ծածկույթ էներգաարդյունավետություն, լազերային ծածկույթի էներգիայի սպառման մոդելը սահմանվում է լազերային ծածկույթի յուրաքանչյուր ենթահամակարգի էներգիայի սպառման բնութագրերի վերլուծությամբ: Այս հիման վրա հաշվարկվում է էներգիայի հատուկ սպառումը համակարգի ընդհանուր էներգիայի սպառման և ձևավորման ծավալի միջև, և կառուցվում և լուծվում է լազերային ծածկույթի գործընթացի պարամետրերի բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդել՝ հատուկ էներգիայի սպառմամբ և մշակման ժամանակով՝ որպես օպտիմալացման թիրախներ: NSGA-Ⅱ ալգորիթմ. Էներգիայի սպառման հատուկ մոդելի ճշգրտությունը ստուգվում է օղակաձև բարակ պատերի վրա լազերային երեսպատման թեստով, և ապացուցված է, որ գործընթացի օպտիմալացված պարամետրերը կարող են արդյունավետորեն բարելավել լազերային ծածկույթի էներգաարդյունավետությունը և նվազեցնել մշակման ժամանակը:

Լազերային երեսպատում նյութի մակերեսի փոփոխման բարձր ճշգրտության և բարձր արդյունավետության տեխնոլոգիա է, որը լայնորեն կիրառվում է ազգային ինժեներական հիմնական ոլորտներում, ինչպիսիք են ազգային պաշտպանությունը, օդատիեզերական, նավթաքիմիական և ավտոմոբիլային արտադրությունը: Լազերային ծածկույթի էներգաարդյունավետության և համապատասխան մշակման գործընթացում էներգիայի սպառման միջև սերտ կապ կա: Դոնգ Մենգմենգ և այլք: կառուցվել է մոդել, որը կարող է կանխատեսել լազերային ծածկույթի գործընթացի էներգիայի սպառումը` վերլուծելով լազերային ծածկույթի յուրաքանչյուր ենթահամակարգի էներգիայի սպառման բնութագրերը: Ցզյան և այլք։ ստեղծեց էներգիայի սպառման մոդելը լազերային ծածկույթի վերամշակման գործընթացի համար և օպտիմիզացրեց մոդելը՝ օգտագործելով բարելավված NSGA-Ⅱ ալգորիթմը, որը հիմք է ստեղծում լազերային ծածկույթի վերամշակման գործընթացի էներգիայի սպառման և ծախսերի կրճատման համար: Դուան Չենգմաոն և այլք։ ստեղծեց լազերային եռակցման ցածր ածխածնային օպտիմալացման մոդել՝ հիմնված մշակման արդյունավետության և ածխածնի էֆեկտի վրա՝ որպես օպտիմալացման թիրախ, և առաջարկեց լազերային եռակցման գործընթացի համակարգի համար ցածր ածխածնային օպտիմալացման մեթոդ: Jiang Xingyu et al. ստեղծեց ածխածնի արտանետումների մոդել լազերային հավելումների արտադրության գործընթացի համար և օպտիմիզացրեց հարակից գործընթացի պարամետրերը՝ որպես օպտիմալացման թիրախներ ածխածնի արտանետումներով, փոշու օգտագործման արագությամբ և երեսպատման որակով: Panda et al. հաշվարկել է էներգիայի սպառումը` հիմնված սինթերման տարածքի վրա, ստեղծել է լազերային հավելումների արտադրության էներգիայի սպառման օպտիմալացման մոդել, որը համակողմանիորեն հաշվի է առնում էներգիայի սպառումը և արտադրության արդյունավետությունը, և մատնանշում է, որ ծածկույթի շերտի հաստությունը կարևոր պարամետր է, որն ազդում է լազերային հավելումների արտադրության էներգիայի սպառման վրա: Streiten-berger et al. առաջարկել է երկու փուլով օպտիմալացման մեթոդ՝ հիմնված գործոնային վերլուծության և նորմալ հարթության հատման մեթոդի վրա: Եռակցման երկրաչափությունը օպտիմալացնելով, լուծվեց բազմաբնույթ օպտիմալացման ստոխաստիկ խնդիրը՝ որպես օպտիմալացման թիրախ լազերային եռակցման էներգիայի սպառման և նյութի սպառման նվազագույնի հասցնելով:

Հարկ է նշել, որ առկա հարակից ուսումնասիրությունների մեծ մասը հիմնված է լազերային ծածկույթի համակարգի ընդհանուր էներգիայի սպառման վրա՝ գործընթացի օպտիմալացման համար, և լազերային երեսպատման գործընթացի պարամետրերի օպտիմալացման վերաբերյալ քիչ զեկույցներ կան էներգաարդյունավետության տեսանկյունից: Հաշվի առնելով այս հանգամանքը, այս փաստաթուղթը, հիմնվելով մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման էներգաարդյունավետ մոդելի կառուցման վրա, սահմանում է լազերային ծածկույթի մշակման բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդել՝ հատուկ էներգիայի սպառմամբ և մշակման ժամանակով՝ որպես օպտիմալացման թիրախներ և օգտագործում: NSGA-Ⅱ ալգորիթմը լուծելու և ձեռք բերելու գործընթացի լավագույն պարամետրերի համակցությունը և ստուգում է կառուցված մոդելի ճշգրտությունը բազմաշերտ և օգնությամբ բազմակողմ լազերային երեսպատման փորձարկումներ օղակաձև բարակ պատերով մասերի վրա:

1 Լազերային ծածկույթների մշակման էներգաարդյունավետ մոդելավորում

1.1 Լազերային ծածկույթի մշակման էներգաարդյունավետության ինդեքսի ֆունկցիան
Լազերային երեսպատման մշակման էներգաարդյունավետությունը վերաբերում է այն աստիճանին, որով էներգիան և ռեսուրսները արդյունավետորեն օգտագործվում են մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակ: Դրա գնահատման ցուցանիշները ներառում են էներգիայի հատուկ սպառումը, էներգիայի օգտագործման մակարդակը, ծածկույթի արդյունավետությունը, արտադրության արագությունը, նյութի օգտագործման արագությունը, գործընթացի որակը և թերության մակարդակը և այլն: երեսպատման գործընթացը. Որքան փոքր է հատուկ էներգիայի սպառումը, այնքան բարձր է լազերային ծածկույթի էներգաարդյունավետությունը: Առկա ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ էներգիայի հատուկ սպառումը կարող է ճշգրիտ և ինտուիտիվ կերպով բնութագրել վերամշակման էներգաարդյունավետությունը: Հետևաբար, այս փաստաթուղթը օգտագործում է էներգիայի հատուկ սպառումը որպես լազերային ծածկույթի մշակման էներգաարդյունավետությունը բնութագրելու ցուցիչ: Դրա հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է. տես բանաձևը (1) նկարում: Բանաձևում elc-ը լազերային ծածկույթի հատուկ էներգիայի սպառումն է, EA-ն լազերային երեսպատման գործընթացի էներգիայի ընդհանուր սպառումն է, իսկ Vlc-ն լազերային ծածկույթի ձևավորման ծավալն է:

1.2 Լազերային ծածկույթի էներգիայի սպառման բնութագրերի վերլուծություն
Լազերային ծածկույթի սարքավորումների շահագործման գործընթացը կարելի է բաժանել սարքավորումների գործարկման, սպասման, ջրի հովացման սարքավորումների շահագործման, ծածկույթի մշակման, սարքավորումների սառեցման, սպասման և անջատման փուլերի: Սարքավորման ենթահամակարգերը յուրաքանչյուր փուլում գործում են համակարգված, և հզորության փոփոխությունները համեմատաբար կայուն են: Որպես օրինակ վերցնելով բազմաշերտ և բազմաբնակարան լազերային ծածկույթի գործընթացը, էներգիայի մոնիտորինգի սարքի կողմից ստացված լազերային ծածկույթի սարքավորումների իրական ժամանակի հզորության կորը ներկայացված է Նկար 1-ում: Դրանցից միջշերտային կանգառի լույսը վերաբերում է. երեսպատման շերտի սառչմանը սպասելու փուլը.

Ըստ լազերային երեսպատման սարքավորումների էներգիայի սպառման կազմի և տարբեր փուլերում սարքավորումների ենթահամակարգերի շահագործման, լազերային ծածկույթի գործընթացի ընդհանուր էներգիայի սպառման EA-ն հիմնականում բաղկացած է էներգիայի սպառման հինգ տեսակներից, մասնավորապես՝ լազերային համակարգի էներգիայի սպառումը El. , ջրի հովացման համակարգի էներգիայի սպառումը Eh, լազերային ծածկույթի հատուկ հաստոցների էներգիայի սպառումը Em, փոշի սնուցող և պաշտպանիչ գազի համակարգի էներգիայի սպառումը Epg և օժանդակ համակարգի էներգիայի սպառումը Ea, որ տե՛ս բանաձևը (2) նկարում:

1) լազերային համակարգի էներգիայի սպառումը
Լազերային համակարգի հզորությունը շարունակաբար փոխվում է լազերային երեսպատման գործընթացում: Ելնելով դրանից՝ լազերային համակարգի էներգիայի սպառումը El-ը բաժանվում է երեսպատման գործընթացի էներգիայի սպառման և այլնի, միջշերտային կանգառի լույսի էներգիայի սպառման Ed և սպասման էներգիայի սպառման Els-ի, այսինքն՝ տես բանաձևը (3) նկարում:
Բանաձևում Pin-ը լազերային մուտքային հզորությունն է, tlc-ն մետաղի փոշու հալման ժամանակն է, այսինքն՝ երեսպատման ժամանակը, Pls-ը լազերային սպասման հզորությունն է, td-ը միջշերտային կանգառի լույսի ժամանակն է, և tls-ը լազերային սպասման ժամանակն է։ երեսպատման պատրաստման ժամանակն է: Դրանցից երեսպատման ժամանակը tlc որոշվում է լազերային ծածկույթի ընդհանուր երկարության Slc-ի և լազերային սկանավորման արագության հարաբերակցությամբ: Տարբեր ձևերի մեխանիկական մասերի երեսպատման ուղիները տարբեր են, և ծածկույթի ընդհանուր երկարության համապատասխան հաշվարկման մեթոդները նույնպես կլինեն: տարբեր լինել. Որպես օրինակ վերցնելով ընդհանուր հարթ մասերը և պտտվող մասերը, երկուսի լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակի հաշվարկման բանաձևերն են. տես բանաձևը (4) նկարում:
Հարթ մասերի լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակի հաշվարկման բանաձևում m-ը հարթ մասերի երեսպատման շերտերի թիվն է, n-ը հարթ մասերի երեսպատման շերտերի քանակն է, իսկ L-ն հարթ մասերի երկարությունն է։ Պտտվող մասերի լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակի հաշվարկման բանաձևում mi-ն պտտվող մասի i-րդ շերտի (i=1,2,3,…,n) լազերային ծածկույթի շերտերի թիվն է, D-ն տրամագիծն է։ պտտվող մասը, իսկ Hlc-ն պտտվող մասի ծածկույթի շերտի մեկ շերտի բարձրությունն է։ Պտտվող մասի տրամագծի փոփոխությունը մշակման գործընթացում պետք է հաշվի առնել պտտվող մասերի լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակը հաշվարկելիս: Բացի այդ, մեխանիկական մասերի երեսպատման շերտերի թիվը n կապված է մշակման ենթակա մասի մակերևույթի բարձրության Hw, Hlc ծածկույթի շերտի բարձրության և ΔZ Z առանցքի բարձրացման քանակի հետ, իսկ մեխանիկական մասերի երեսպատման շերտերի թիվը՝ կապված W երեսպատման ընդհանուր լայնության և Wlc մեկ երեսպատման շերտի լայնության հետ: Քանի որ այս հետազոտության մեջ օգտագործվող լազերի կետային տրամագիծը lsd-ը ֆիքսված արժեք է, մեխանիկական մասի մեկ երեսպատման շերտի լայնությունը Wlc=lsd: Մեխանիկական մասի երեսպատման շերտերի թվի n և երեսպատման ուղիների թվի հաշվարկման բանաձևերը հետևյալն են. Տես (5) և (6) բանաձևերը նկարում:
Բանաձևում (6) μ-ը համընկնման արագությունն է: Քանի որ երեսպատման շերտերի թիվը և մեխանիկական մասի ուղիների թիվը փաստացի մշակման ընթացքում երկուսն էլ ամբողջ թվեր են, երեսպատման շերտերի թիվը n և մեխանիկական մասի ուղիների քանակը, որոնք հաշվարկվում են (5)-ից (6) բանաձևերի հիման վրա պետք է: կլորացվի.

2) ջրային հովացման համակարգի էներգիայի սպառումը
Երբ բարձր էներգիայի սարքավորումները, ինչպիսիք են լազերները, ենթարկվում են էներգիայի փոխակերպման (օրինակ՝ էլեկտրական էներգիան լույսի էներգիայի), համակարգի էներգիայի մի մասն ուղղակիորեն կվերածվի ջերմային էներգիայի՝ պայմանավորված այնպիսի գործոններով, ինչպիսիք են ջերմության կորուստը, ինչը լրջորեն կազդի ջրի որակի վրա։ լազերային ծածկույթի մշակում և նույնիսկ վնասում սարքավորումները: Հետևաբար, լազերային սարքավորումները սառեցնելու համար անհրաժեշտ է հովացման համակարգ: Այս ուսումնասիրության մեջ ջրի հովացման համակարգի էներգիայի սպառումը Eh բաժանվում է երկու մասի՝ ըստ ջրային հովացման համակարգի աշխատանքային վիճակի. բանաձև (7) նկարում:
Բանաձևում Phc-ն ջրի հովացման համակարգի աշխատանքային հզորությունն է, Phs-ը ջրի հովացման համակարգի սպասման հզորությունն է, thc-ն և thc-ը համապատասխանաբար ջրային հովացման համակարգի աշխատանքային ժամանակն ու սպասման ժամանակը: Երկուսի հաշվարկման բանաձևերն են՝ տես (8) և (9) բանաձևերը նկարում:
Բանաձևում (8) Plc-ն լազերային հզորությունն է, ρ-ը հովացման ջրի խտությունն է, cp-ն հովացման ջրի հատուկ ջերմային հզորությունն է, vh-ը հովացման ջրի հոսքի արագությունն է, իսկ ΔT-ն հովացման ջրի ջերմաստիճանի տարբերությունն է:

3) լազերային երեսպատման հաստոցների էներգիայի սպառումը
Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործվող լազերային երեսպատման սարքավորման հաստոցը հիմնականում կազմված է պտտվող մեխանիզմից և թարգմանության մեխանիզմից: Պտտվող մեխանիզմը շարժվում է սերվո շարժիչով, որպեսզի վերահսկի աշխատանքային մասի պտույտը լազերային երեսպատումը ավարտելու համար, իսկ թարգմանության մեխանիզմը շարժվում է քայլային շարժիչով, որպեսզի աշխատատեղը տեղափոխի երեսպատման մեկնարկային դիրքը: Հատուկ հաստոցների էներգիայի սպառման Em-ը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ. Տես բանաձևը (10) նկարում:
Բանաձևում Pmr-ը պտտվող մեխանիզմի աշխատանքային հզորությունն է, Pmt-ը թարգմանության մեխանիզմի աշխատանքային հզորությունն է, իսկ tmt-ն թարգմանության մեխանիզմի աշխատանքային ժամանակը, այսինքն՝ աշխատանքային մասի մեկնարկային դիրքին վերադառնալու ժամանակը: երեսպատումը ծածկույթի յուրաքանչյուր շերտի ավարտից հետո: Կա: (11). Բանաձևում vmt-ն թարգմանության մեխանիզմի շարժման արագությունն է։

4) փոշու սնուցիչի և պաշտպանիչ գազային համակարգի էներգիայի սպառումը
Փոշի սնուցողը և պաշտպանիչ գազի համակարգը ապահովում են մետաղի փոշի և պաշտպանիչ գազ, որոնք անհրաժեշտ են մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման գործընթացում փոշու օքսիդացումը կանխելու համար: Այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործվող լազերային ծածկույթի սարքավորման փոշի սնուցիչը ինքնահոս փոշու սնուցիչ է, և դրա աշխատանքային հզորությունը ֆիքսված արժեք է: Պաշտպանիչ գազի համակարգը պատասխանատու է հալած լողավազանի մեջ փոշի փչելու և հալած ավազանում գտնվող փոշին բարձր ջերմաստիճանի օքսիդացումից կանխելու համար: Հետևաբար, պաշտպանիչ գազի համակարգը և փոշու սնուցիչը գործում են համաժամանակյա, և դրանց աշխատանքային ժամանակը հավասար է լազերային ծածկույթի ժամանակին tlc: Փոշի սնուցիչի և պաշտպանիչ համակարգի էներգիայի սպառումը Epg հաշվարկվում է հետևյալ կերպ. (12):
Որտեղ Ppg-ը փոշի սնուցիչի և պաշտպանիչ գազի համակարգի աշխատանքային հզորությունն է:
5) օժանդակ համակարգի էներգիայի սպառումը
Լազերային ծածկույթի օժանդակ համակարգը ներառում է լուսավորություն, ինտեգրված հսկողություն և օդորակում լազերային կառավարման կաբինետի ջերմության տարածման համար: Դրա հզորությունը Pa-ն ֆիքսված արժեք է, և դրա աշխատանքային ժամանակը նույնն է, ինչ մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման գործընթացի ծախսած ժամանակը (tlc +tls +td): Օժանդակ համակարգի էներգիայի սպառումը Ea-ն հաշվարկվում է հետևյալ կերպ. (13).
Ամփոփելով, մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման գործընթացում, չնայած երեսպատման սարքավորումների յուրաքանչյուր ենթահամակարգի գործառնական կարգավիճակը մեծապես փոխվում է, համակարգի հզորության փոփոխությունները տարբեր փուլերում համեմատաբար կայուն են, էներգիայի ցատկման ժամանակը կարճ է, և էներգիայի սպառումը ավելի քիչ է: . Հետևաբար, այս ուսումնասիրությունը հաշվի է առնում միայն յուրաքանչյուր ենթահամակարգի էներգիայի սպառումը աշխատանքային և սպասման փուլերում՝ լազերային ծածկույթի էներգիայի սպառման մոդելը սահմանելիս, և լազերային ծածկույթի գործընթացի համապատասխան ընդհանուր էներգիայի սպառման EA-ն կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ՝ (14):
Հատուկ էներգիայի սպառման elc-ն օգտագործվում է լազերային երեսպատման գործընթացի էներգաարդյունավետությունը բնութագրելու համար, և դրա հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է. (15):

2 Լազերային երեսպատման պարամետրերի օպտիմալացում՝ հիմնված էներգաարդյունավետության վրա

2.1 Խնդրի նկարագրությունը
Էներգաարդյունավետության վրա հիմնված մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման բազմաբնույթ օպտիմալացման խնդիրը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ. մշակման չափի պահանջներին համապատասխանելը. Այս ուսումնասիրությունը օգտագործում է գործընթացի երեք պարամետր, որոնք ավելի մեծ ազդեցություն ունեն մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման հատուկ էներգիայի սպառման և մշակման ժամանակի վրա, ինչպիսիք են լազերային հզորությունը Plc, սկանավորման արագությունը ընդդեմ փոշու սնուցման քանակի Sp, որպես օպտիմալացման փոփոխականներ և բազմաբնույթ նպատակներ: Օպտիմալացումն իրականացվում է՝ նպատակ ունենալով նվազագույնի հասցնել հատուկ էներգիայի սպառումը և մշակման ամենակարճ ժամանակը: Կառուցված օպտիմալացման մոդելը ներկայացված է Նկար 2-ում:

2.2 Օբյեկտիվ ֆունկցիա և սահմանափակումներ
1) Օբյեկտիվ ֆունկցիա Որպես օպտիմալացման թիրախներ վերցված են մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման հատուկ էներգիայի սպառումը elc և մշակման ժամանակը tA, և վերջինս կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ. (16).
2) սահմանափակումներ
Մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման գործընթացի սահուն իրականացումը պահանջում է բազմաթիվ սահմանափակումների բավարարում, ինչպիսիք են լազերային մուտքային հզորությունը, լազերային սկանավորման արագությունը, փոշու սնուցման քանակը և վերամշակման նպաստը:
① Լազերային հզորության սահմանափակում Լազերային հզորության փոփոխությունը կազդի մեխանիկական մասերի մակերեսային ջերմային հոսքի խտության վրա: Երբ լազերային հզորությունը շատ փոքր է, երեսպատման փոշին չի կարող ամբողջությամբ հալվել, և ավելորդ հզորությունը կառաջացնի մեխանիկական մասերի բարձր ջերմաստիճանի դեֆորմացիա: Հետևաբար, ըստ օգտագործված սարքավորումների պարամետրերի և վերամշակման իրական պահանջների, ընտրված լազերային հզորության Plc-ն չի կարող ցածր լինել լազերային հզորության նվազագույն Plc-min-ից և ոչ էլ բարձր, քան առավելագույն լազերային հզորությունը Plc-max, այսինքն՝ (17):
② Լազերային սկանավորման արագության սահմանափակում Լազերային սկանավորման արագությունը ուղղակիորեն ազդում է մեխանիկական մասերի երեսպատման շերտի ձևավորման որակի վրա: Լազերային սկանավորման չափազանց դանդաղ արագությունը կհանգեցնի, որ մեխանիկական մասերի երեսպատման շերտի նոսրացման արագությունը չափազանց բարձր կլինի՝ դրանով իսկ նվազեցնելով երեսպատման շերտի կարծրությունը: Այնուամենայնիվ, եթե լազերային սկանավորման արագությունը չափազանց արագ է, մեխանիկական մասերի ծածկույթի շերտը չի կարողանա մետալուրգիական կապ ստեղծել ենթաշերտի հետ, ինչը բացասաբար կանդրադառնա մասերի ամրության վրա: Հետևաբար, ընտրված լազերային սկանավորման արագությունը vs չի կարող ավելի ցածր լինել լազերային սկանավորման նվազագույն արագությունից vs-min, ոչ էլ կարող է գերազանցել լազերային սկանավորման առավելագույն արագությունը vs-max, այսինքն՝ (18):
③ Փոշի սնուցման քանակի սահմանափակում Փաստացի մշակման գործընթացում փոշի կերակրման քանակի չափն ուղղակիորեն ազդում է մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման որակի և կատարողականի վրա: Փոշու սնուցման չափազանց փոքր քանակությունը կարող է հեշտությամբ հանգեցնել ծակոտիների և ներքևման մեխանիկական մասերի ծածկույթի շերտում, մինչդեռ փոշու սնուցման չափազանց մեծ քանակությունը կդժվարացնի փոշին ամբողջությամբ հալեցնելը, դրանով իսկ նվազեցնելով լազերային ծածկույթի մեխանիկական մշակման որակը: մասեր. Հետևաբար, մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման մեջ փոշի սնուցման քանակությունը չի կարող ցածր լինել Sp-min նվազագույն սահմանային արժեքից, ոչ էլ կարող է լինել ավելի բարձր Sp-max առավելագույն սահմանային արժեքից, այսինքն՝ (19):
④ Մշակման թույլտվության սահմանափակում Լազերային ծածկույթի մշակումից հետո մեխանիկական մասերի մակերեսը ալիքաձև է և կոպիտ և չի կարող ուղղակիորեն օգտագործվել: Հետևաբար, լազերային երեսպատման գործընթացում մեխանիկական մասերի համար պետք է վերապահված լինի որոշակի վերամշակման h՝ հետագա մշակումը հեշտացնելու համար: Մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մեքենաշինության չափը պետք է համապատասխանի մշակման իրական պահանջներին: Որպեսզի մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մեքենայական թույլատրելիությունը չափազանց փոքր լինի և հետագայում չմշակվի, երեսպատման մեքենաշինության չափը չպետք է ցածր լինի մասերի մշակման նվազագույն չափից: Միևնույն ժամանակ, ծախսերը խնայելու և վերամշակման հետագա քայլերը նվազեցնելու համար, մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մեքենայական թույլտվությունը չպետք է գերազանցի իր առավելագույն հաստոցների hmax չափը, այսինքն՝ (20):
Վերը նշված չորս սահմանափակումների ներքո մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդելը կառուցված է հետևյալ կերպ. (21).

2.3 Օպտիմալացման մոդելային լուծում

Այս ուսումնասիրության մեջ կառուցված մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդելը օպտիմիզացված է NSGA-Ⅱ ալգորիթմի օգնությամբ: Լուծման գործընթացը (տես Գծապատկեր 3) հետևյալն է. ① Նախաձեռնել բնակչության թիվը: Պատահականորեն ստեղծեք անհատների խումբ, որը համապատասխանում է լազերային հզորության, սկանավորման արագության և փոշու սնուցման քանակի գործընթացի պարամետրերի համակցություններին: ② Գնահատեք մարզավիճակը: Ելնելով հատուկ էներգիայի սպառման մոդելից և հարակից փորձերից՝ հաշվարկեք էներգիայի հատուկ սպառումը և մշակման ժամանակը, որոնք համապատասխանում են պատահականորեն առաջացած անհատներին և երկուսի հաշվարկված արժեքները վերագրեք համապատասխանաբար անհատների երկու օբյեկտիվ գործառույթներին: ③ Ոչ գերակշռող տեսակավորում: Բոլոր անհատները գերակշռված չեն և դասավորված են բազմաթիվ տարբեր ճակատներով: Front 1-ը պարունակում է օպտիմալ լուծում, ճակատ 2-ը պարունակում է ոչ օպտիմալ լուծում և այլն: ④ Ամբոխի հաշվարկ: Հաշվեք յուրաքանչյուր ճակատում գտնվող անհատների կուտակման հեռավորությունը: ⑤ Ընտրեք հաջորդ սերունդը: Օգտագործեք ընտրության օպերատորը հաջորդ սերնդի անհատներին որոշելու համար: ⑥ Crossover մուտացիա: Կատարեք խաչաձև մուտացիա հաջորդ սերնդի անհատների վրա՝ նոր անհատներ առաջացնելու համար: Այս քայլում գործընթացի պարամետրերի արժեքները փոփոխվում են հավանականորեն և ստեղծվում են թեկնածու լուծումներ: ⑦ Թարմացրեք բնակչության թիվը: Նոր առաջացած բնակչությունը միաձուլվում է սկզբնական բնակչության հետ՝ ձևավորելու նոր պոպուլյացիա: ⑧ Կրկնություն: Կրկնեք ②~⑦ քայլերը մինչև կրկնությունների առավելագույն քանակի հասնելը:

3 Դեպքի վերլուծություն

3.1 Փորձարարական պայմաններ
BS-ODE6000 կիսահաղորդչային լազերային մակերևույթի մշակման սարքավորումը (տես Նկար (4)) օգտագործվում է օղակաձև բարակ պատերով մասերի լազերային ծածկույթի մշակումն իրականացնելու համար, իսկ լազերային երեսպատման սարքավորումների իրական ժամանակի հզորությունը հավաքվում է էներգիայի մոնիտորինգի սարքավորումների օգնությամբ: . Նմուշի նյութը ZG32MnMo ձուլածո պողպատ է՝ 165 մմ արտաքին տրամագծով, 3 մմ բարձրությամբ և 20 մմ լայնությամբ մշակման ենթակա։ Օգտագործված երեսպատման փոշին երկաթի վրա հիմնված համաձուլվածք է, իսկ հովացման ջուրը՝ դեիոնացված ջուր կամ մաքուր ջուր։ Ըստ մշակման փաստացի վիճակի և սարքավորումների կատարման, մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման սարքավորումների ֆիքսված պարամետրերը որոշվում են, ինչպես ցույց է տրված Աղյուսակ 1-ում:

3.2 Հարակից պարամետրերի ձեռքբերման փորձարկում

3.2.1 Լազերային համակարգի հզորությունը
Լազերային երեսպատման սարքավորումների լազերը, որն օգտագործվում է թեստում, կիսահաղորդչային լազեր է: Հզորության մոնիտորինգի սարքավորումների օգնությամբ չափվում են լազերային տարբեր մուտքային հզորություններ և դրանց համապատասխան լազերային հզորություններ։ Արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 2-ում:
Աղյուսակ 2-ի տվյալները տեղավորվում են, և լազերային մուտքային հզորության և լազերային հզորության միջև ֆունկցիոնալ կապը կարելի է ձեռք բերել. (22):

3.2.2 Հատուկ հաստոցային հզորություն
Լազերային երեսպատման սարքավորումների հատուկ հաստոցը ներառում է պտտվող մեխանիզմ և եռաչափ թարգմանության մեխանիզմ: Պտտվող մեխանիզմը շարժվում է սերվո շարժիչով, և դրա հզորությունը որոշվում է ոլորող մոմենտով և պտուտակի արագությամբ: Հաստոցաշինական սպինդի արագությունը այս փորձի մեջ լազերային սկանավորման արագությունն է, որն ունի տատանումների փոքր տիրույթ, ուստի սերվո շարժիչի աշխատանքային հզորությունը շատ չի փոխվում: Սերվո շարժիչի աշխատանքային հզորությունը մի քանի անգամ չափվում է էներգիայի հայտնաբերման սարքավորումների միջոցով, և միջին արժեքը հաշվարկվում է, իսկ պտտման մեխանիզմի աշխատանքային հզորությունը Pr-ը 157 Վտ է: Եռաչափ թարգմանության մեխանիզմը շարժվում է քայլային շարժիչով, և դրա աշխատանքային հզորությունը հիմնականում որոշվում է լիսեռի շարժման արագությամբ: Այս փորձի ժամանակ հատուկ հաստոցային գործիքի հորիզոնական շարժման արագությունը vtm 10 մմ/վ է, իսկ եռաչափ թարգմանության մեխանիզմի աշխատանքային հզորությունը Pt չափվում է հզորության մոնիտորինգի սարքավորմամբ՝ 80 Վտ:

3.2.3 Ծածկույթի շերտի բարձրությունը և միջշերտային կանգառի ճառագայթը
Տարբեր լազերային հզորության, սկանավորման արագության և փոշու սնուցման պայմաններում նմուշը ենթարկվել է մեկ շերտով լազերային ծածկույթի մշակման փորձարկման: Այնուհետև նմուշը կտրվել է երեսպատման շերտի նորմալ ուղղությամբ՝ Hlc ծածկույթի շերտի բարձրությունը չափելու համար: Նկար 5-ը ցույց է տալիս նմուշի կտրվածքի խաչմերուկի լուսանկարը: Տարբեր պարամետրային պայմաններում նմուշի երեսպատման շերտի բարձրության չափման արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 3-ում:
Աղյուսակ 3-ում լազերային երեսպատման գործընթացի պարամետրերը համապատասխան նմուշի միաշերտ երեսպատման շերտի բարձրության տվյալներին համապատասխանեցնելու համար կիրառվել է նվազագույն քառակուսիների մեթոդը, և նմուշի երեսպատման շերտի բարձրության հաշվարկման բանաձևը ստացվել է հետևյալ կերպ. (23):
Այս հետազոտական ​​խմբի նախնական հետազոտության արդյունքները ցույց են տալիս, որ քանի որ նմուշի երեսպատման շերտերի թիվը n մեծանում է, երեսպատման յուրաքանչյուր շերտի ավարտից հետո անհրաժեշտ է սպասել որոշակի ժամանակ՝ ապահովելու համար, որ երեսպատման տարածքը սառչում է, դրանով իսկ խուսափելով երեսպատման մակարդակի նվազումից: ծածկույթի շերտի կարծրություն. Դրանցից սպասման ժամանակը, երբ լազերային ճառագայթը ժամանակավորապես դադարում է, միջշերտային կանգառի ժամանակն է: Այս փորձի մեջ օգտագործված նյութերի և մշակման իրական պահանջների հետ միասին որոշվում է միջշերտային անջատման ճառագայթի օպտիմալ ժամանակը հետևյալն է՝ (24).

3.3 Էներգաարդյունավետության մոդելի ստուգում
Վերամշակման էներգաարդյունավետության փորձարկման արժեքները, որոնք ստացվել են բազմաշերտ և բազմակողմ լազերային երեսպատման փորձարկումներով օղակաձև բարակ պատերով նմուշների վրա և համապատասխան տեսական արժեքները, որոնք ստացվել են սույն հոդվածում հաստատված լազերային ծածկույթի մշակման էներգաարդյունավետության մոդելի միջոցով. Աղյուսակ 4. Ինչպես երևում է Աղյուսակ 4-ից, լազերային ծածկույթի մշակման էներգիայի տեսական արժեքները Նմուշների մի քանի խմբերի արդյունավետությունը հիմնականում համապատասխանում է համապատասխան փորձարարական արժեքներին, իսկ միջին սխալը փոքր է՝ մոտ 3%։ Այս արդյունքը ապացուցում է սույն աշխատության մեջ հաստատված էներգաարդյունավետության մոդելի ճշգրտությունը:

3.4 Պարամետրերի օպտիմալ լուծում և ստուգում
NSGA-Ⅱ ալգորիթմը օգտագործվում է մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդելը լուծելու համար։ Պարետոյի սահմանային գործակիցը սահմանվել է 0.3, բնակչության թիվը՝ 100, իսկ կրկնությունների քանակը՝ 200: Պարետոյի սահմանային լուծումների հավաքածուն, որը պարունակում է 27 միավոր, ներկայացված է Նկար 6-ում:
Օպտիմալացման տարբեր նպատակների ներքո գործընթացի պարամետրերի օպտիմալ համակցությունները և համապատասխան օպտիմալացման արդյունքները թվարկված են Աղյուսակ 5-ում: Աղյուսակ 5-ում թվարկված տվյալների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ երբ նվազագույն հատուկ էներգիայի սպառումը օպտիմալացման հիմնական նպատակն է, լազերային ավելի փոքր հզորությունը և սկանավորման ավելի դանդաղ արագությունը: նվազեցնել վերամշակող էներգիայի սպառումը, և փոշու սնուցման ավելի մեծ քանակությունը հանգեցնում է լազերային ծածկույթի ձևավորման ծավալի ավելացմանը, ինչը նվազեցնում է լազերային ծածկույթի հատուկ էներգիայի սպառումը, բայց սկանավորման դանդաղ արագությունը նաև հանգեցնում է լազերային ծածկույթի մշակման ժամանակի երկարացմանը: Երբ մշակման ամենակարճ ժամանակը օպտիմալացման հիմնական նպատակն է, լազերային ավելի մեծ հզորությունը և սկանավորման ավելի արագ արագությունը մեծացնում են մշակման էներգիայի սպառումը և կրճատում մշակման ժամանակը, սակայն լազերային ծածկույթի ձևավորման ծավալի փոքր փոփոխությունը հանգեցնում է լազերային ծածկույթի հատուկ էներգիայի սպառման ավելացմանը: համեմատաբար։ Երբ հատուկ էներգիայի սպառումը ցածր է, իսկ մշակման ժամանակը կարճ է, հատուկ էներգիայի սպառումն ավելանում է 7.8%-ով, երբ հաշվի է առնվում միայն նվազագույն հատուկ էներգիայի սպառումը, և կրճատվում է 11%-ով, երբ դիտարկվում է միայն ամենակարճ ժամանակը: Մշակման ժամանակը կրճատվում է համապատասխանաբար 25%-ով և ավելանում է 12%-ով։ Հետևաբար, գործընթացի պարամետրերը նվազագույն հատուկ էներգիայի սպառմամբ և ամենակարճ ժամանակով, որպես նպատակներ, կարող են հավասարակշռել երկու նպատակները՝ միաժամանակ ապահովելով մշակման արդյունավետությունը՝ առավելագույնի հասցնելով լազերային ծածկույթի մշակման էներգիայի արդյունավետությունը:

Օպտիմալացման արդյունքների ճշգրտությունը ստուգելու համար աղյուսակ 5-ում ներկայացված օպտիմալ գործընթացի պարամետրերի համակցությունը և լազերային ծածկույթի մշակման էմպիրիկ արժեքները ընտրվում են որպես թեստային պարամետրեր, և լազերային ծածկույթի համեմատական ​​թեստը կատարվում է նմուշների վրա մշակման լայնությունը 20 մմ և բարձրությունը 3 մմ որպես թիրախ: Համեմատության արդյունքները ներկայացված են Աղյուսակ 6-ում: Աղյուսակ 6-ից երևում է, որ օպտիմիզացված պարամետրերի օգտագործմամբ լազերային ծածկույթի հատուկ էներգիայի սպառումը և մշակման ժամանակը կրճատվել են համապատասխանաբար 5.1% և 9.5% համապատասխան էմպիրիկ արժեքների համեմատ: արժեքները որպես պարամետրեր: Ելնելով վերը նշված վերլուծությունից՝ այս փաստաթղթում հաստատված մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդելն ունի բարձր ճշգրտություն և արդյունավետություն: Միևնույն ժամանակ, որպեսզի ապահովվի, որ ծածկույթի շերտի որակը չի ազդի, երբ օպտիմիզացված պարամետրերն օգտագործվում են լազերային երեսպատման մշակման համար, փորձարկվում և համեմատվում է նմուշի երեսպատման շերտի որակը երկու խմբերի փորձարկման պարամետրերի ներքո: Կարծրությունը վերցվում է որպես ռեակցիայի ծածկույթի շերտի որակի հիմնական ցուցիչներից մեկը, և դրա չափը ուղղակիորեն արտացոլում է նմուշի մակերեսի մաշվածության դիմադրության ուժը: Կատարվում է նմուշի երեսպատման շերտի կարծրության փորձարկում, և նմուշի ծածկույթի շերտի տարբեր խորություններին համապատասխանող կարծրության փոփոխությունը (այսինքն՝ կարծրության փորձարկման կետից մինչև ծածկույթի շերտի վերին հեռավորությունը) ստացվում է, ինչպես ցույց է տրված Նկար 7-ում: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7-ում, օպտիմիզացված պրոցեսի պարամետրի համակցության օգտագործմամբ նմուշի երեսպատման շերտի կարծրության արժեքը փոքր-ինչ տատանվում է 2.4%-ի սահմաններում, ինչը ցույց է տալիս, որ երեսպատման շերտի օգտագործումը: Այս հոդվածում կառուցված օպտիմալացման մոդելը չի ​​նվազեցնի երեսպատման շերտի որակը` միաժամանակ բարելավելով լազերային ծածկույթի մշակման էներգաարդյունավետությունը և մշակման արդյունավետությունը:

4 եզրակացությունը

1) Օգտագործել էներգիայի հատուկ սպառում` բնութագրելու էներգաարդյունավետությունը լազերային ծածկույթ մեխանիկական մասերի վերամշակում. Ելնելով մեխանիկական մասերի լազերային երեսպատման մշակման էներգիայի սպառման բնութագրերից՝ կառուցվում է երեսպատման մշակման էներգաարդյունավետության մոդել։ Համապատասխան պարամետրերը ձեռք են բերվում և էներգաարդյունավետության մոդելը ստուգվում է լազերային ծածկույթի նմուշների փորձարկումների միջոցով: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ միջին սխալը կազմում է 3%, ինչը վկայում է, որ կառուցված էներգաարդյունավետության մոդելը ճշգրիտ է և հուսալի։

2) Էներգաարդյունավետության մոդելի հիման վրա կառուցվում է մեխանիկական մասերի լազերային ծածկույթի մշակման բազմաբնույթ օպտիմալացման մոդել, և լուծման արդյունքները համեմատվում և վերլուծվում են, և գործընթացի օպտիմալ պարամետրերի համակցությունը, որը կարող է միաժամանակ ապահովել ամենաբարձր էներգիայի արդյունավետությունը և ամենակարճը: ստացվում է մշակման ժամանակ՝ Plc=3062W, vs=11.2mm/s, Sp=49.8g/min.

3) Լազերային երեսպատման մշակման էմպիրիկ պարամետրերի համեմատ, օպտիմիզացված գործընթացի պարամետրերի համակցության օգտագործումը կարող է նվազեցնել նմուշի լազերային ծածկույթի գործընթացի հատուկ էներգիայի սպառումը 5.1%-ով և մշակման ժամանակը 9.5%-ով, միաժամանակ ապահովելով ծածկույթի որակը: շերտ.