机床与液压

作者：非浩宇，张东宁，李嘉炜，李宝奎，郭祥福，王超

单位：中国机械总院集团云南分院有限公司；中国机械总院集团云南分院有限公司；中国机械总院集团云南分院有限公司；中国机械总院集团云南分院有限公司；中国机械总院集团云南分院有限公司；中国机械总院集团云南分院有限公司

关键词：数控机床;进给系统;多学科设计优化;代理模型;协同优化

基金：云南省科技厅重点研发计划项目（202402AC080005）

为了提升数控机床进给系统的设计效率与综合性能，基于多学科设计优化思想，建立结构、传动、控制子系统分析模型，明确各子系统的设计变量与约束条件。通过响应面模型构建高精度结构子系统学科代理模型，并将工作台质量、进给系统一阶固有频率及 JITAE 指标作为目标函数，提出基于协同优化方法的数控机床进给系统的多学科多目标优化模型。优化框架采用第二代非支配排序遗传算法（NSGA-II）进行求解，分析优化过程中各目标函数的调节效果,并将控制子系统纳入系统级分析中。结果表明：该优化框架能够有效协调各优化目标，有效提升了求解的精度和求解效率。考虑最小化 JITAE 指标，选取优化方案1与初始方案进行比较，优化后工作台移动质量减轻了77 kg， JITAE 指标降低了91.7%，一阶固有频率提升3.5%，实现了系统综合性能的优化。

来源：2025年第22期

《机床与液压》期刊编辑部

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