ابداع و بهینهسازی یک مکانیزم جدید محرک سوزن در ماشینهای دوخت با استفاده از الگوریتم ژنتیک

Transcript

1 چهاردهم شماره 46 پاییز 95 ابداع و بهینهسازی یک مکانیزم جدید محرک سوزن در ماشینهای دوخت با استفاده از الگوریتم ژنتیک ایمان حاجیزاده سعید ابراهیمی * پدرام پیوندی اطالعات مقاله دریافت مقاله: 9/6/0 پذیرش مقاله: 9/8/5 واژگان كلیدی: سرست س ز ماشی د دت وهینهسازی یلت ریتم ت تیک م ا یزم لنگ لغز ده. چکیده هأای أ ی مسأهله اری أی ماشأی د دأت وأه دلیأز أ د م أا یزمهأای پیدیأده شأک فیتیأت د دأت در اری ی متعأدد أزم مسأامز م أ ز وأه شأمار مأیر د. وأد سأ ز یسأت. وأا هأا أا أد زیأادی متأهمر یز پاریمترهأای م أا یزم م أر ییأ ماشأی أریرت در پارچأه وأر یأر ی مأاو ه وأه أهمیر سأرست سأ ز در م أد ده تأ وهینأأه یز یهمیأأت یأأ هیی یسأأتتاده یز یأأک م أأا یزم م أأر ییجأأاد شأأده در سأأ ز وردأ ردیر یسأ ت. متهسأتا ه سلأی ر أم یهمیأت ییأ م یأ م یز دیأد سملأی قیقأات مقالأه یوتأدی وأه معرفأی یأک زیأادی در ییأ ریسأتا گأ رت ترفتأه یسأت. لأذی در ییأ پردیدتأه شأده سأ مری أز وهینأهسأازی آ وأریی سأ ز م أا یزم دیأد م أر دسأتیاوی وأه سأرست وهینأه سأ ز وأا یسأتتاده یز ر ش أاملی یلتأ ریتم ت تیأک وأه غییأریت شأتا سأ ز گردیأده یسأت. در یدیمأه وأا یگأ ت أاوف هأد تصأیز ویأا رفأت ی ن یدأت سأ ز وأه منظأ ر فأاهز لأرزشهأای أام ل سأ ز ( أر قیأر در مقایسأه وأا قیقأات دیتأر مؤیأد اگأز یز ییأ تأای فمینه شأده یسأت. وهینه س ز وا یستتاده یز یی م ا یزم دید میواشد. ر دستیاوی وه سرست - مقدمه 4 مهندسی سا ی فاروردهای آ در وسیاری یز مق لههای گنعتی در های یدیر ه زیادی پیدی فرده یست. یمر زه مهندسی سا ی وه سن ی یک م ی م چند رشتهیی یست فه شامز زمینههای مختلف فنی شامز مهندسی م ا یک شیمی مدلسازی فام ی ر روا یک مهندسی ورق میواشد. در یی زمینه سعه ماشی آالت د دت دید وا س ح واالیی یز سمل رد م ا ی ی یز یهمیت زیادی ورد ردیر یست. در تیجه پی رفتهای ف چک در اری ی سعه ماشی آالت د دت منجر وه س د یقتصادی قاوز هی میش د []. در گنعت د دت یگ ت م ت د دت مجم م مام م ی یست فه در ا ل فرآیند د دت ظاهر میش د. در م د ده ت س ز در پارچه لید ریرت واسث پارچه و یس ه وی س ز یگ ا ی در فرآیند د دت میش د. ی ی یز د آمد م و ر شهای فاهز ریرت فاهز سرست س ز در م د ده میواشد. غییریت سرست اوعی یز هندسه م ا یزم ت رفت س ز در ماشی د دت میواشد. رفت س ز در ماشی د دت معم ال سط م ا یزم لنگ لغز ده همی میش د. اری ی وهینه م ا یزمهای شامز لنگ لغز ده در فاروردهای گنعتی وه ا ر فلی در فاروردهای سا ی وه ه م ققا زیادی قریر گرفته یست. سلی ا ر داص م رد قیقات معد دی در ریستای م یرد ر م گستردگی یی یودیم وهینهسازی م ا یزمهای چند میلهیی رفیبی شامز س ز گ رت م ا یزم م ر یک سض لغز ده وه سن ی گرفته یست. * پست یل تر یک یسنده مسئ ل: ebrahimi@yazd.ac.ir. گر ه مهندسی م ا یک دی تاه یزد. گر ه مهندسی سا ی دی تاه یزد چهاردهم شماره 46 پاییز 95

2 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک در زمینه اری ی وهینه م ا یزمهای شامز لنگ لغز ده وه ا ر فلی ر شهای متعددی یستتاده آزم آماری در یی وا اوف هد در ر ش میش د. [] وریی اری ی وهینه م ا یزم چند میله- سرست لغز ده و اررفته یست. ور امه یسی هندسی یک ر ش قدر مند وهینهسازی یست فه فارورد آ رفیبوندی م ا یزم لنگ ریح [] لغز ده در میگردد. اوف هد یی مه شامز عدید زیادی یز سباریت یست در الیفه در فرم لوندی یلت ریتم وهینهسازی نها د متغیر اری ی هد د دیرد. در قیر مذف ر غییر وه گ ر ی پی نهاد شده یست فه در ه سختی وه گتر فاهز میدهد. اوف 4 ری پاریمتر در ه سختی در یک مسهله وهینهسازی وه گ رت یدت وی عدید فز سبار های م د در اوف هد قیدهای مه عدید معادالت د ی عریف میش د. وا یفزییز یی پاریمتر یافت ی وهینه یز دش یر ر میش د. [4] مر ف وا یستتاده یز ر ش مثلثی وردیرها وه جزیه لیز م اسبه اوجایی وریی م ا یزم چند میلهیی میپردیزد. وریی وهینهسازی م ا یزم یز ر ش آزم آماری میش د. ر ش رفیبوندی یوعادی پاریمترهای سینما ی ی مر به واال ر در [5] وریی قر وخ ید وه دقت رفت وی تر فنترل م خصات رفت م ا یزم چند میلهیی رفیبی یستتاده شده یست. اوف هد فرآیند وهینهسازی سرست لغز ده یست. پیدیده و د رفیبوندی وهینه یک م ا یزم وا ویز یز چهار ریوط در [6] یشاره شده یست. وریی یی منظ ر یک م ا یزم ه ت میلهیی وریی اری ی پی نهاد فرآیند وهینهسازی وا یستتاده یز عبه یوزیر وهینهسازی رمیفزیر متلب ی ری میش د. م ا یزم دیدی وریی ایتزینی م ا یزم لنگ لغز ده ماشی د دت در [7] معرفی 5 متلب فرآیند وهینهسازی وا یستتاده یز ر ش SQP آ ی جام شده یست. وه منظ ر پاسخگ یی وه یاز لید یک م م ا یزم لنگ لغز ده دید مبتنی ور د در ه آزیدی در [8] معرفی ر ش رفیبوندی یوعادی م ل وه منظ ر وهینهسازی مامی پاریمترها وا سمل رد م ا ی ی وسیار ی یریمه میش د. جزیه لیز لغز ده شامز متاگلی وا لقی رفتی یک م ا یزم لنگ یر قاوز ی ماض در [9] یریمه شده یست. وه منظ ر وهینهسازی پاریمترهای اری ی م ا یزم لنگ لغز ده وریی وه دیقز رسا د ی ریفات یلت ریتم املی ت تیک و ارمیر د. ور یساو یهدی اری ی مبتنی ور وهینهسازی در [0] متغیرهای اری ی قیدها مدل ریایی وهینهسازی م ا یزم لنگ لغز ده ییجاد شده یست. وریی وهینهسازی پاریمترهای اری ی یز عبه یوزیر وهینهسازی رمیفزیر متلب یستتاده شده یست. یی ر ش واسث وهب د ری دما فیتیت اری ی جزیه رفت میش د. وریی لیز اری ی وهینه فنترل سیستم م ا یزم لنگ لغز ده در [] یز ر ش وهینهسازی یزد ام ریت 6 وریی شناسایی پاریمترهای سیستم یستتاده شده یست. در هایت مقایسه شبیهسازی سددی تای جروی ماوت میفند فه ر ش یزد ام ریت پاریمترهای م ا یزم لنگ لغز ده یم ا وریی شناسایی پذیر یست. وریی وهب د سمل رد م ا ی ی در [] مدل سه وعدی م ا یزم شز میلهیی سط رمیفزیر آدیمز 7 یریمه شده یست. هر وخز یز مدل در رمیفزیر آدیمز ریهی دیزی شده یست جزیه لیز م ا یزم پاریمترهای وهینه م ا یزم عیی شدهی د. م ققا در [] وه جزیه لیز یستا ی ی وا وهینهسازی سادتار لغز ده م ا یزم پردیدتهی د س ه ور یی یک جزیه لیز مقایسهیی یز د م سادتار لغز ده وریساو شرییط فاری یقعی یریمه شده یست. یهمیت م ا یزمهای چند میلهیی در یر باط وا سعه دستتاه م ا ی ی در [4] وا یستتاده یز یک م ا یزم شز میلهیی وریی ایتزینی م ا یزم یگلی بیی شده یست. وررسی تای وهینهسازی ی جام گرفته وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک ا دید فه سمل رد سینما ی ی م ا یزم ایتزی ا د 6-Particle Swarm Optimization 7-ADAMS 4-Degree of Difficulty 5-Sequential Quadratic Programming چهاردهم شماره 46 پاییز 95

3 ا ی زیده یوریهیمی پی دی زیادی سبت وه م ا یزم یگلی وهب د یافته یست. م ققا د در [7] وریی ایتزینی در [5] وه یگ ت یقص م یک م ا یزم دید وه ای م ا یزم لنگ لغز ده م ر س ز در ماشی د دت پردیدتهی د. یز مله یی م یرد می ی وه یگ ت اوف هد در فرآیند وهینهسازی یشاره فرد. وریی تای ودستآمده سبت وه فار قبز وهب د یافته ICA( فرآیند وهینهسازی یز یلت ریتم رقاوت یستعماری 8 یستتاده شده یست. آالت د دت یساسا وریی فار در در مهندسی سا ی ماشی ت مهم در سرست واال اری ی میش د. ی ی یز م وی پارچه فرآیند د دت لید ریرت ور یمر یگ ا آسیب میواشد. یی م ز یم س ز در م د ده ت فاهز فیتیت د دت ری تیجه س ز دی وه پارچه تیجه رسید د فه گرم میدهد. م ققا در [6] وه یی شد س ز ور شرییط س ز د دت سرست د دت م ید پارچه همیر میگذیرد. یز مله د دته شده ف ز خ در فاهز سرست آ س یمز مؤمر وریی فاهز دمای س ز ه وه ریو ه در پارچه میواشد. یی م رد وا م د ده ت ویا شده در [7] وری تی یستنباط میش د. یفزییز در ه ریرت س ز وه ا ر مستقیم وا یستتاده یز ئ ری ماو 8] وه سن ی یک اوف د ی یز شار گرما لغزشی در [7 وا سرست س ز م اسبه شده یست. در گ رت یستتاده یز یک م ا یزم م ر همیر ور سرست د دت می ی یفزییز وهینه ود ت دمای س ز ری وه میزی قاوز م ظهیی فاهز دید. در م رد م ا یزم لنگ لغز ده فه م ا یزم معم ل م ر س ز در ماشی د دت میواشد م ی در ریو ه وا سمل رد رفتار سینما ی ی در ا ل فرآیند د دت ظاهر میش د. یز مله می ی وه سرست زیاد س ز در م د ده ت در پارچه در گ رت فارفرد ماشی د دت در سرست واال یشاره فرد. وا ه وه سادتار م ا ی ی م ا یزم لنگ لغز ده فاهز سرست س ز در یی مدت ود فاهز سرست د دت یم ا پذیر میواشد. وناوریی یودیم معرفی م ا یزمهای دید م ر س ز فه ود د دت منجر وه دستیاوی وه سرست وهینه س ز مهم پرفارورد میواشد. یز آ چندی ی ی جام ده یست یی م ا یزم دید م ر س ز در ماشی غییر در سرست ش د وسیار ا فه در یی ریستا فار مقاله وه معرفی وررسی یک های د دت وهینه- سازی آ وه منظ ر وهب د سمل رد فرآیند د دت میپردیزد. م ا یزم یریمه شده در یی مقاله در مقایسه وا م ا یزم مقاله ]5[ فام متتا ت یست. در یدیمه یوتدی م ا یزم لنگ لغز ده وررسی میش د. پ یز معرفی م ا یزم دید معادالت سینما ی ی آ میش د. پ یز آ یلت ریتم املی ت تیک فه یستخریج ر ش وهینهسازی م رد یستتاده در یی مقاله میواشد وه ا ر مختصر معرفی میش د. در قسمت وعد پ یز یریمه تای وهینهسازی سرست س ز در م د ده ت وه یگ ت اوف هد وا منظ ر دستیاوی وه ه وه غییریت شتا س ز ( ر 9 س ز فاهز لرزشهای ام ل ماشی د دت رفت ی ن یدت س ز پردیدته میش د. یی وه مقاله در هایت وا و ث در م رد تای یگلی وه پایا می- رسد. - مکانیزم لنگ و لغزنده م ا یزم معم ل م ر س ز در ماشی های د دت م ا یزم لنگ لغز ده میواشد. هندسه سادتار یی م ا یزم در ش ز ریوط م ر ا دیده شده یست. م ا یزم شامز OA مسیر لغز ده B )س ز ریوط ف پلر AB میواشد. وا ه وه سادتار ساده معم ل یی م ا یزم وردی یش االت در ریو ه وا سمل رد رفتار سینما ی ی در ا ل فرآیند د دت ظاهر میش د. یز آ جا فه در م ا یزم لنگ لغز ده پاریمترهای اری ی م د د میواشند می- ی غییریت زیادی در سمل رد آ هت فاهز م ت فرآیند د دت یسمال فرد. 9- Jerk 8- Imperialist Competitive Algorithm چهاردهم شماره 46 پاییز 95

4 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک 4 ش ز - غییریت اوجایی س ز ش ز - م ا یزم لنگ لغز ده م ا یزم س ز در یی معادالت اوجایی سرست شتا وه ر یب وص رت زیر میواشد. ش ز - غییریت سرست س ز s r cos( ) r cos( ) s ( r sin( ) r sin( )) s r ( sin( ) cos( )) r ( sin( ) cos( )) ( ( ( زمیات عیی مرو ط وه ریوط ور سب پاریمترهای معل م ر دی OA در یمیمه یلف آ رده شده یست. یوعاد معم ل م ا یزم لنگ لغز ده در یک 0=e میواشد. یی ماشی د دت r =48mm r =5mm یوعاد وا ه وه یوعاد یقعی یی م ا یزم در چرخ دیاایهای متدی ل ور یساو یوعاد گزیرش شده در مر ف ]7[ ی تخا شده یست. م دیرهای غییریت B ق ه شتا اوجایی سرست )س ز یز م ا یزم لنگ لغز ده وه ر یب در ش زهای میش د. م د ده ت ش ز 4- غییریت شتا س ز در م ا یزم لنگ لغز ده فه م ا یزم معم ل در ماشی د دت میواشد وی سرست س ز در م د ده ت 67 o φ 89 o ما یه میواشد. یز آ جا فه دمای س ز س ز در م د ده ت س ز در وازه زما ی د ری یست ریوط مجم م وریور 55/86 میلی متر ور وناوریی اوف مجم م سرست مجم م سرست ر دی یز زی یه 67 در ه ا زی یه 89 در ه م اسبه میش د. وریی عیی یی فمیت وا دیشت زی یه ریوط م دیر غییریت سرست س ز ور سب غییریت ر دی )ش ز گ رت سددی ی تتریلتیری شده یست. در وازه زی یهیی فر شده وه 4 وه یزیی سرست زی یهیی ماوت دیده rad/s چهاردهم شماره 46 پاییز 95

5 5 ا ی زیده یوریهیمی پی دی - سینماتیک مکانیزم جدید ت یدیری م ا یزمهای پیدیده ری سط م ققا وریی وهب د سمل رد م ا ی ی دستتاه د دت پی نهاد شده یست. یی م ا یزم ها وه ا ر معم ل یز وردی م ا یزمهای ی لیه شامز چهار یا پن میله یز شدهی د. م ا یزم معرفی شده در یی مقاله در ش ز 5 م اهده میش د. یگرچه پاریمترهای سینما ی ی یی م ا یزم ما ند سرست س ز در مقایسه وا م ا یزم لنگ لغز ده متتا ت هستند لی سرست د دت همیر قریر میگیرد. دلیز یگلی یی یدسا یی یست فه فرآیند یک وخیه )ف فامز )60 ریوط در ه فامز در ا ل یک چردز ر دی ماشی د دت در یی م ا یزم فام شبیه وه م ا یزم لنگ لغز ده یست. وه منظ ر وهینهسازی پیدی فرد ر یوط سینما ی ی وی ریوط ر دی OA لغز ده E )س ز یلزیمی یست. یی ات فامز ر یوط سینما ی ی در قسمت یمیمه یریمه شده یست. در قسمت ی ل وریساو ش ز )5 م قعیت س ز (s) اوعی یز زی یه لنگ OA ودست می آید. s r4 sin( 4) r5 sin( 5) r sin( ) 4( φ 4 φ 5 φ وه ر یب زی یه ریوط های DE وه گ رت اوعی یز ور یساو زی یه AD میواشند فه φ 4 ودست میآیند. ریو ه وی φ 6 φ 5 56 φ 56 r ( r r ) وه گ رت φ 5 φ= 6 φ+ 56 یست و ری ه میواشد. وا م تر گرفت cos 6 r r یز ریو ه )4 سرست س ز یی s 4 ریوط ر دی ودست میآید. وریساو اوعی یز سرست زی یه s r 44 cos( 4) r 55 cos( 5) r cos( ) 5( 5 فه وه ر یب سرستهای زی یهیی DE ریوطهای AD میواشند. وا ه وه ماوت و د زی یه φ 56 م تر آ وریور گتر و ده در تیجه یز ریو ه )5 شتا س ز ریوط ر دی ودست میآید. یست. وا م تر گرفت 5 6 s ور سب شتا زی یهیی 4 s r ( cos( ) sin( )) r ( cos( ) sin( )) r ( cos( ) sin( )) 6( ش ز 5- م ا یزم دید م اور وا ش ز 5 یی م ا یزم شامز د م ا یزم چهار میله- یی OABC پن میلهیی لنگ لغز ده OADE میواشد. ریوط ف پلر ABD در هر د م ا یزم م تر یست. م ا یزم چهار میلهیی در ه آزیدی ماشی د دت ری وه یک م د د میفند. ریوط OA ریوط ر دی م ا یزم لغز ده E ریوط در ی م ا یزم میواشد. 5 فه وه ر یب شتا های زی یهیی ریوطهای DE AD میواشند. 4- الگوریتم تکاملی ژنتیک یلت ریتم ت تیک ر شی وریی ستج ی صادفی سددی یست فه یز فرآیند ساده شده امز ابیعی قلید میفند. یلت ریتم ور ر ی معیتی یز پاسخها سمز فرده وا وه فار ورد یگز وقای وهتری امز وه ییجاد ی های وهتر مناسب ر میپردیزد [9 0]. در آ از سلی وا معیت ی لیه داص فر م ز مها )رشتهها وه گ رت صادفی ییجاد میش د. س وه منظ ر یرزیاوی فر م ز مها یز اوف هد چهاردهم شماره 46 پاییز 95

6 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک 6 یستتاده میش د. در مه وهینهسازی م رد ظر در یی مقاله یفرید مناسب سز واید فمتری مقدیر ری وریی یی اوف ییجاد فنند. س وه فر م ز مهای مختلف فه در یقف مای تر اری یهای مختلف هستند ی ازه دیده میش د ا در شریی ی م خص وه رفیب لید مثز و ردیز د. شرییط رفیب ا ری در ظر گرفته میش د فه فر م ز مهای ق ی ر یم ا وی تری وریی وقا ویاوند فر م ز مهای یعیف ر وه دری ذ ش د. در یقف سط سمزگر رفیب )د رگه شد یا سات ماوی فر م ز مها وه یشتری گذیشته میش د. یی سمزگر دصیصههای یلدی ری وریی سادت فرز دی رفیب میفند ا یی فه فر م ز مهای وهتری ییجاد ش د. وه ا ر معم ل سمزگر رفیب ر ی یک تت یز فر م ز مها سمز میفند د فرز د وریی هر تت لید میش د. یلت ریتم ت تیک ور د ر شهای سنتی وهینهسازی ستج ی د د ری وه ا ر همزما در چندی ق ه د بال میفند. مجم سه فر م ز مهایی فه در هر ریر یلت ریتم وررسی یرزیاوی میش د یک سز امیده میش د. زمیات ر ش یلت ریتم ت تیک م رد یستتاده در یی مقاله وص رت فل چارت در ش ز 6 ا دیده شده یست. ش ز 6- فل چارت یلت ریتم ت تیک م د ده ت م د ده وی ی لی ماو س ز وا پارچه ا زما ی فه چ م س ز 7( یز پارچه دارج ش د میواشد. وناوریی اوف هد وه گ رت زیر عریف میش د. پاریمتر های f i j s ( d 4 ) 4 φ i φ j زی یههای ریوط وه ر یب ا دهنده م قعیت س ز ر دی OA هستند فه پایا در شر م م د ده ت میواشند. یی د زی یه ری می ی یز ر یوط 5- بهینهسازی مکانیزم جدید در یی قسمت فرآیند وهینهسازی م ا یزم دید وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک وررسی میش د. وریی یی منظ ر ا ل ریوطهای م ا یزم دید وه گ ر ی عیی میش د فه سرست س ز در م د ده ت مینیمم ش د. 5-- تعریف مسأله بهینهسازی چهاردهم شماره 46 پاییز 95

7 7 ا ی زیده یوریهیمی پی دی سینما ی ی م ا یزم دید م اسبه فرد. وه همی منظ ر س ه ور یی شرییط در د ل متغیرهای اری ی غییریت م قعیت س ز وا ه وه غییریت زی یه ریوط م د ده مجاز غییریت آ ها ویا شده یست. فرآیند وهینه- ر دی در ظر گرفته شده یست. وه منظ ر معرفی اوف هد سازی در رمیفزیر متلب 0a ی جام شده یست. در فرآیند وهینهسازی م د دیتهای زیر وریی هندسه م ا یزم واید در ظر گرفته ش د: فاگله وی د ق ه مرگ واال پایی س ز وا لری ف چک مقدیری ماوت در ظر گرفته میش د. یی شرط ضمی میفند فه اوجایی س ز گر ظر یز غییریت ا ل ریوطها ماوت واقی میما د. ودی ر یب در هر مر له یز فرآیند وهینهسازی در گ ر ی ه دیمنه رفت س ز یز م د ده م رد ظر فری ر ر د آ م ا یزم یز فرآیند وهینهسازی دارج میش د. قا گریشف وریی م ا یزم OABC واید ورقریر واشد. د ل - متغیرهای اری ی م د ده مجاز غییریت )یوعاد وه میلیمتر میواشند متغیر های اری ی م د ده پایی م د ده واال r r r r 4 r 5 r 6 r H ابر یی قا وریی یین ه ریوط ر دی (OA) دیریی 4 چردز فامز )60 در ه واشد مجم م ا لهای ه وه یی ته امز یهمیت یست فه زی یه وه سن ی ف چ تری وزرگتری ریوط م ا یزم چهار میلهیی واید ر دی م خص م ا یزم ی تخا شده یست وا د ری فامز ف چ تر یا مسا ی مجم م د ریوط دیتر واشد. سض لنگ وا ه وه سرست زی یهیی ماوت سض ر دی ( هت یسمال یی قا در پر سه وهینهسازی د ر ش د 4 rad/s دیرد. در ر ش ی ل یوتدی چهار ا ل وه گ رت صادفی ر د م ی تخا میش د. یگر شرط گریشف یریام د مجم سه دیتری یز ا لها در یک فرآیند ریری وص رت صادفی ا یریام شرط ی تخا د یهد شد. در ر ش د م فه فام یوت اری یست واسث سرست در فرآیند وهینهسازی میش د یوتدی سه ا ل دلخ یه در م د ده مجاز وی مقادیر مینیمم مافزیمم د ل وه ر یب وه سن ی ا ل ریوطهای م ا یزم OABC ی تخا میش د. وزرگتری ف چ تری مقدیر یز میا سه مقدیر ی تخا شده وه ا ل ولند ری ف اهتری ریوطها یدتصاص دیده میش د. در مر له وعد مقدیر چهارم وه گ رت صادفی ی تخا میش د فه س ه ور یین ه در م د ده مجاز قریر دیشته واشد قا گریشف ری یز یریام فند. پ یز ی تخا ا ل چهار ریوط یز آ ها هت عیی ا ل ریوطهای دیتر وه منظ ر فمینه فرد اوف هد یستتاده می ش د. در زما های م خص یز گتر ا 60 در ه غییر میفند. وه سبارت دیتر یلت ریتم وهینهسازی در یک فرآیند ریری وه یزیی مام مقادیر زم وی گتر ا 4 60 در ه وا گام یک در ه ی ری میش د. وناوریی یی زی یه متغیرهای وهینهسازی م س میش د. الزم وه فر یست فه د د واال پایی د ل همدنی سط یسندگا ور یساو م د دیتهای م د در فرآیند سادت فضای م رد یاز فارورد م ا یزم م ر س ز در دستتاه د دت پی نهاد شده یست. وه سن ی مثال ف چک ی تخا فرد ویز یز د ا لها در ییجاد ی صال وی ریوطها م ز ساز می ش د. شادص های اری ی دیتری ظیر سدم ورد رد ریوطها در ی فارفرد م ا یزم قریرگیری فز م ا یزم در فضای پیز وینی شده م رفت س ز وایست مد ظر قریر گیر د. د سدم غییر دیمنه... یز مله مهمتری م یردی هستند فه می چهاردهم شماره 46 پاییز 95

8 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک 8 در د ل وه پاریمتر های یلت ریتم ت تیک م رد یستتاده وریی مقدیردهی ی لیه فرآیند وهینهسازی یشاره شده یست. وه دلیز پایی و د رخ هز )میزی غییریت هر فر م زم ی تخا شده هت یسمال هز وریور وا 0/ میزی هایی مختلف وه سلت ابیعت یلت ریتم ت تیک فمی متتا ت واشد. در یی ش ز مقدیر اوف هد ور سب عدید ریر ( سز ویا شده یست مقدیر هایی آ وریور وا 4/67 میواشد. mm/s درگد هز یسمال شده در فز معیت میزی قاوز هی خ یهد و د. عدید ریر ( سز عدید معیت درگد رفیب درگد هز رخ هز اوف هد د ل - پاریمتر های یلت ریتم ت تیک ش ز 7- مقدیر اوف هد وا ه وه عدید سزهای مختلف /8 0 / 0 / معادله )7 5-- نتایج بهینهسازی وا یسمال شرییط وهینهسازی وهینهسازی م ا یزم دید سط رمیفزیر متلب ی جام شد ا ل وهینه ریوطها در الی فه اوف هد مینیمم شده یست ودست آمد. د ل مقدیر وهینه متغیرهای اری ی وه یزیی مقدیر اوف هد وا mm/s /4 67 ری ا میدهد. د ل - مقدیر وهینه متغیرهای اری ی متغیرهای اری ی r ا ل وهینه mm( 5/8 45/84 4/9 0/55 40/86 8/79 7/78 /47 r r r 4 r 5 r 6 r 7 H وریور ر د فاهز اوف هد در ش ز 7 یز میا اگز یز د د 0 های وهینه ی وار ی ریی یلت ریتم وهینهسازی وا معیت ی لیه صادفی ودست آمده یست ا دستیاوی وه وهتری ی مم در هر ر ش ری یما ت فند. وه ا ر یقی در هر وار ی ریی یلت ریتم وهینه سازی وا معیت ی لیه صادفی یم ا سدم دستیاوی وه مقادیر وهینه ی د دیرد یما وریی ضمی سا همترییی در هر وار ی ریی یلت ریتم عدید معیت مقدیر زیادی در ظر گرفته شده یست ا فضای ستج وه ا ر مناسب پ شز دیده ش د. وه همی دلیز مقدیر اوف هد در ی ریهای مختلف وه سمت یسدید زدیک وه هم همتری شده یست لذی نها یک م دیر وه سن ی م ه آ رده شده یست. در یدیمه مقایسه م دیرهای اوجایی سرست شتا E )س ز )س ز یز م ا یزم دید وا ا لهای وهینه یز م ا یزم لنگ لغز ده در ش زهای 9 8 ق ه ق ه B ا دیده شده یست. م د ده ت س ز وی 0 8 o φ 4 4 o وریی م ا یزم دید میواشد. ش ز 7 ه همترییی یلت ریتم ت تیک ری ا رسید وه د وهینه پایدیر ا میدهد فه مم یست در ی ریهای چهاردهم شماره 46 پاییز 95

9 ی ل 9 ا ی زیده یوریهیمی پی دی ش ز 8- ش ز 9- غییریت اوجایی س ز غییریت سرست س ز ق ه داص در فرآیند د دت واید مجم م سرست س ز در م د ده ت ری در ظر گرفت. یی مجم م یز ی تتریل سرست س ز در م د ده یگ ت اوف هد وی ت در پارچه ودست میآید. آ ها وا وا ر ش یلت ریتم رقاوت یستعماری وه وهینهسازی م ا یزم پی نهادی پردیدتند. س ز 6 o φ 4 55 o ت م د ده غییر یافت. یوریهیمی پی دی وا مقایسه تای وهینه د د سبت وه فار گ لیه هم اری ت ا دید د فه مجم م سرست س ز در م د ده وهب د یافته یست. د ل 4 مقدیر مجم م سرست س ز ری وریی التهای مختلف ا میدهد. م اهده میش د فه مقدیر یی پاریمتر در م ا یزم پی نهادی یی مقاله یز م ا یزم لنگ لغز ده م ا یزم پی نهادی گ لیه زدیک وه تیجه وهینهسازی هما یستعماری [5] میواشد. هم اری فمتر یست دیلی م ا یزم وا ر ش یلت ریتم د ل 4- مقایسه تای وهینهسازی سرست س ز م م ا یزم ر ش وهینهسازی مجم م سرست س ز (mm/s) 55/86 48/76 4/76 4/67 م ا یزم لنگ لغز ده م ا یزم گ لیه وا ر ش ]7[ SQP م ا یزم گ لیه وا یلت ریتم یستعماری ]5[ م ا یزم دید وا یلت ریتم ت تیک ش ز 0- غییریت شتا س ز هما ر فه قب یشاره شد گ لیه 0 هم اری در [7] م ا یزم دیدی وه ای م ا یزم لنگ لغز ده در ماشی د دت پی نهاد فرد د. آ ها در فرآیند وهینهسازی اوف هد ری سرست یک ق ه داص در ظر گرفته سرست آ ق ه ری سرست ت س ز در پارچه معرفی فردهی د. یوریهیمی پی نهادی وه یی پی دی در [5] وا در ظر گرفت هما م ا یزم تیجه رسید د فه وه ای سرست یک 6- بهینهسازی همزمان سرعت و جرک سوزن وهب د سرست س ز در [7] واسث غییریت وی تر شتا شده و د فه مم یست منجر وه یر عاشات ام ل در ماشی د دت ش د. یی ته وه سن ی یک م ز مهم در آ مقاله فر شده یست یما هیچ ریه وریی ورد رد وا یی م رد پی نهاد ده یست. وریی ز یی م ز واید اوف هد در وهینهسازی یگ ت ش د ا غییریت شتا 0- Gotlih چهاردهم شماره 46 پاییز 95

10 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک 0 س ز فه وه سن ی ر عریف میش د فمینه ش د. وناوریی در م د ده اوف هد چردز فامز ریوط میش د: دید شامز مجم م سرست س ز ت مجم م ر س ز (s) (s) 8( یرییب ز ی در یک ر دی وه گ رت زیر در ظر گرفته j f W s ( ) d W s ( ) d i W W واید وه هرفدیم یز یوف هد در رسید ی ی تخا ش د فه سهم وه م ا یزم وهینه ی سا واشد. در یقف هر فدیم یز قسمت های اوف هد یک یریب ز ی )وا ی د م خص یر ل اظ دیما سی هر فدیم یز قسمتهای اوف هد واید در ش د ا هم یز قاوز جمیف واشند هم یز ل اظ مقدیر اوف هد همیر گذیر واشند. ودی ر یب سازی وا سرست دقت الزم وه ور یی یساو در یی وریور وا 0 قیر مقادیر وه گ ر ی در مقدیر فز فرآیند وهینه ی وهینه همتری میش د. W W ی تخا شده ی د. وه ر یب وهینهسازی وا هما شرییط قبز ی جام شد. ا ل ریوطهای وهینه م ا یزم وا اوف هد یگ ت شده در د ل 5 دیده شده یست. ا د ل 5- مقدیر وهینه متغیرهای اری ی وا اوف هد یگ ت متغیرهای اری ی شده ا ل وهینه mm( یلت ریتم ت تیک GA( م ا یزم پی نهادی گ لیه هم اری وا ر ش [7] SQP یز ر ش یلت ریتم یستعماری ICA( م ا یزم وهینه شده وا یستتاده [5] ری ا میدهد. تای وهینهسازی یلت ریتم ت تیک وریی م ا یزم دید واسث %65 فاهز ر س ز سبت وه تای فار گ لیه هم اری فاهز %46 سبت وه تای یلت ریتم یستعماری شده یست. د ل 6- مقایسه تای سرست ر س ز ر ش وهینهسازی م ا یزم گ لیه وا ر ش SQP سرست mm/s ر mm/s ]7[ م ا یزم گ لیه وا ر ش ICA 980/058 48/76 ]5[ م ا یزم دید وا ر ش GA 6586/ /40 4/867 4/745 ش ز غییریت ر س ز اگز یز هر سه ر ش فر شده ف ق ری در مدت زما یک د ری فامز ریوط ر دی ا میدهد. تای اگز فارآیی م ا یزم پی نهادی ری در رسید وه یهدی م رد ظر وه د وی بیی میفند. 7/97 r 49/75 r 4/0 r 9/80 r 4 9/ r 5 40/09 r 6 4/50 r 7 ش ز - غییریت ر س ز /89 H 7- نتیجه گیری در یی مقاله پ یز معرفی یک م ا یزم دید م ر س ز وه ای م ا یزم لنگ لغز ده ف سیک در ماشی د ل 6 مجم م سرست س ز در م د ده ت مجم م ر س ز در یک چردز فامز ریوط ر دی اگز یز وهینهسازی م ا یزم پی نهادی در یی مقاله وا یستتاده یز چهاردهم شماره 46 پاییز 95

11 ا ی زیده یوریهیمی پی دی د دت وه وهینهسازی سرست س ز وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک پردیدته شد. پی نهاد یک م ا یزم دید مقایسه تای ر ش م رد ظر یی مقاله وا فارهای م اوه دیتر یز مله یهدی یی مقاله و د. وریی یی منظ ر یوتدی یک اوف هد وریی سرست س ز در م د ده ت عریف شد س وریی یامینا یز رفت ی ن یدت س ز در فرآیند د دت یک اوف هد یگ ت شده شامز سرست س ز در م د ده ت ر رفتی س ز در یک چردز فامز ریوط ر دی یریمه شد. م اهده شد فه سرست س ز در م د ده ت در م ا یزم دید در مقایسه وا تای اگز یز وهینهسازی م ا یزم گ لیه هم اری وا یستتاده یز SQP وهب د قاوز هی اگز شده یست. همدنی وهینهسازی هما م ا یزم وا ر ش سرست س ز ی دفی فاهز یافت. در م رد ر س ز در م ا یزم دید سبت وه هر د قاوز سبت وه یلت ریتم یستعماری رفتی ر ش قبز وهب د هی اگز شد فه یی م رد وه ی ت فارییی قاولیت یامینا م ا یزم پی نهادی م رد ظر در یی مقاله ری وریساو فرآیند وهینهسازی یلت ریتم ت تیک یه می- فند. 8- مراجع [] Mallet, E., Ruxu, D. (999). Finite Element Analysis of Sewing Process. International Journal of Clothing Science and Technology, Vol., pp [] Xidong, C., Yingyi, J. (997). Drawing Press with Intermittent Mechanism Optimization Design and the Vector Triangle Method. Journal of Tianjin College of Light Industry, pp. 8-. [] Rao, A. (980). Optimum Synthesis of a Slider Crank Mechanism Using Geometric Programming. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol.5, pp [4] Yupeng, H., Sheng,T., Jun, W. (004). Numerical Simulation of Low-speed Stamping-punch Characteristics of Mechanical Press. First Forging Equipment Manufacturing Technology Forum, Eight Session of the Academic Research of the Forging Equipment Committee and Product Information Exchange Conference. Guangzhou, pp [5] Lin, J., Huang, M. (005) Dimension Synthesis for Higher-Order Kinematic Parameters and Self- Adjustability Design of Planar Linkage Mechanisms. ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, California, USA, September 4 8. [6] Kostić, M., Čavić, M., Zlokolica, M. (007). About Optimal Synthesis of Complex Planar mechanism. th IFToMM World Congress, Besançon (France), June8-. [7] Gotlih, K. Lojen, D.Z. Vohar, B. (007). Optimisation of Needle Penetration Velocity Using the Link Drive Mechanism in a Sewing Machine. Fibres and Textiles in Eastern Europe,Vol. 5, pp. 66. [8] Zhao, Y., Qi, R., Zhao, Y. (009). Dimensional Synthesis of a Slider-Crank Mechanism Based Heavy-Load Positioner. International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation. ICMTMA'09, Zhangjiajie, Hunan, April -. [9] Erkaya, S., Uzmay, İ. (009). Optimization of Transmission Angle for Slider-Crank Mechanism with Joint Clearances. Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 7, pp [0] Qu, E.G., Zhang, H.P. (0). Optimization Design and Motion Simulation of Offset Slider-Crank Mechanism. Advanced Materials Research, Vol. 40, pp [] Kao, C.C. (0). Optimal Design and Control of a Slider-Crank Mechanism System. Advanced Materials Research, Vol. 487, pp [] Wu, Y., Zhou, X. (0). Modeling and Optimization Research of a Planar Six Bar Mechanism. Applied Mechanics and Materials, Vol. 5, pp چهاردهم شماره 46 پاییز 95

12 یودیم وهینهسازی یک م ا یزم دید م ر در ماشی س ز های د دت وا یستتاده یز یلت ریتم ت تیک [] Sun, W., Wang, S.m., Ren, T., Qu, W.T. (0). Static Analysis and Optimization of the Slide s Structure of Slider-Crank Type Cluster well Pumping Unit (SCTCWPU). Advanced Materials Research, Vol. 694, pp [4] Wang, X. (0). The Optimization Design of Six-bar Linkage Mechanism. TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical Engineering, Vol., pp [5] Ebrahimi, S., Payvandy, P. (0). Optimization of the Link Drive Mechanism in a Sewing Machine Using Imperialist Competitive Algorithm. Accepted for publication in the "International Journal of Clothing Science and Technology". [6] Hurt, F.N., Tyler, D.J. (97). Influence of Fabric Finishing Conditions on Sewing Needle Temperature''. Clothing Research Journal, Vol., pp [7] Qinwen, L., Evangelos, L., Hui-Jun, Z., Du, R. (00). A Study on the Needle Heating in Heavy Industrial Sewing - Part : Analytical Models. International Journal of Clothing Science and Technology, Vol. pp [8] Qinwen, L., Evangelos, L., Dan, S., Du, R. (00). A Study on the Needle Heating in Heavy Industrial Sewing - Part : Finite Element Analysis and Experiment Verification. International Journal of Clothing Science and Technology, Vol. pp [9] Mccell, J. (005). Genetic Algorithm for Modeling and Optimization. Journal of Computational and Optimization, Vol. 84, pp [0] Haupt, R. L., Haupt, S.E. (004), Practical Genetic Algorithms. John Wiley & Sons, Second Edition. 9- ضمیمه r r r 0 r sin( ) r sin( ) e r cos( ) ( ) r cos( ) A B C D 0 sin e r ( 9-- ضمیمه الف )مکانیزم لنگ و لغزنده( معادالت لقه وسته در ش ز ) وه گ رت زیر میواشد: sin( ) ) r وا یستتاده یز جزیه وردیر ها وا م ترگیری یز ریو ه واال ودست میآید: ودست میآید: وا یدیمه م ترگیری شتا زی یهیی وه گ رت زیر شته میش د: A r sin( ) B r sin( ) C r cos( ) D r cos( ) 9-- ضمیمه ب )مکانیزم جدید( 5 م اسبه وا در ظر گرفت م ا یزم چهار میلهیی ش ز )5 شت معادالت لقه وسته وه گ رت زیر r r r r چهاردهم شماره 46 پاییز 95

13 ا ی زیده یوریهیمی پی دی وا ز یی معادله وردیری زی یه 6 وه گ رت زیر ودست میآید: tan 6 K ( K K 4K K ) K K K C A B C A فه در آ A r r cos( ) ; B r4 r6 sin( 4) r6 r C r 4 r6 r7 r r4 r7 sin( 4) وا شت معادالت لقه وسته م ا یزم لنگ لغز ده ر یوط زیر اگز میش د: r cos( ) r4 cos( 4) r5 cos( 5) H 0 cos H r4 cos( 4) r5 cos( 5) ( ) r س وا شت معادالت لقه وسته وریی ریوط ف پلر ABD ریو ه زیر اگز میش د: cos میواشد. 56 r ( r5 r r r فه در آ ) 5 م اسبه 6 وا یستتاده یز جزیه لیز سرست م ا یزم چهار میلهیی سرستهای زی یهیی 5 وه گ رت زیر ودست میآیند: r 44 sin( 4 ) 5 6 r sin( ) 6 6 وه منظ ر ودست آ رد سرست زی یهیی φ فافیست یز معادله لقه وسته م ا یزم لنگ لغز ده م تر وتیریم: r 44 sin( 4) r 55 sin( 5) r sin( ) K 5 6 r sin( 6) 6 5 م اسبه وا یستتاده یز جزیه لیز شتا م ا یزم چهار میلهیی د یهیم دیشت: K 4 A B C D ) E F ( A r 4 cos( 4 ) ; B sin( ) ; C r 4 sin( 4 ) ; D cos( ) E r )cos( ) ; F r )cos( ) 4 4( 4 4 A B C r sin( ) 6 6( 6 6 A r ( 4 4 sin( ) 4 4 cos( 4)) B r ( 5 5 sin( 5) 5 cos( 5)) C r cos( ) فه در آ در هایت یز ریو ه زیر ودست میآید: چهاردهم شماره 46 پاییز 95