بهینه‌سازی طرح‌بندی کلمپ فیکسچر ورق با انحراف اولیه بر اساس الگوریتم مورچگان

فیکسچر‌ها نقش قابل ملاحظه‌ای را در مهار ورق‌های فلزی در مرحله مونتاژ ایفا می‌کنند. انعطاف بالای ورق‌های فلزی و تعامل‌ آن‌ها با فیکسچر، بعلاوه وجود انحراف اولیه در ورق‌های پرسکاری شده سبب ایجاد انحراف در محصول نهایی می‌شوند. طرح بندی بهینه نقاط کلمپ در فیکسچر تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر کاهش این انحراف و افزایش کیفیت محصول نهایی دارد. از طرف دیگر تعداد کلمپ‌های بکار رفته در فیکسچر بشدت در هزینه‌ی ساخت و نگهداری فیکسچر تاثیر گذار است، افزایش بیش از حد تعداد کلمپ‌ها موجب افزایش هزینه‌ی ساخت و کاهش آن باعث افزایش انحراف در محصول نهایی می‌شود. بنابراین تعداد کلمپ‌ها باید در طراحی بهینه‌ی فیکسچر مورد توجه قرار بگیرد. دستیابی به طرح بهینه برای فیکسچرها به دلیل دشواری در پیش‌بینی رفتار ورق و محدودیت محاسباتی امری چالش برانگیز است. در این مقاله ارتباط میان انحراف اولیه‌ی ورق با انحراف مجموعه‌ی پس از مونتاژ بررسی می‌شود و با ترکیب الگوریتم مورچگان و روش المان محدود به ارائه روشی پرداخته می‌شود که قابلیت بهینه‌سازی موقعیت نقاط کلمپ، با هدف کاهش انحراف مجموعهی پس از مونتاژ و در عین حال کمینه کردن تعداد نقاط کلمپ را دارا می‌باشد. روش ارائه شده برای یک ورق مربعی همراه با انحراف اولیه بکار برده می‌شود و بر اساس تابع هزینه تعریف شده، تعداد و موقعیت بهینه کلمپها تعیین می‌گردد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که کاهش میزان انحراف ورق در فیکسچر منجر به کاهش انحراف مجموعه‌ی پس از مونتاژ می‌شود.

Fixture's clamp layout optimization for sheet metal with initial variation based on ant colony algorithm

The fixtures play a significant role in harnessing the metal sheets in the assembly stage. The high flexibility of the metal sheets and the initial deviation in the pressed sheets cause deviation in the final product. Using the optimal layout of the clamping points in the fixture can reduce the deviation effectively and raising the final product quality. On the other hand, the cost of construction is intensively influence by the number of clamps, rising the number of clamps causes the cost of construction to increase and reducing it cause the deviation in the final product to increase. Therefore, the number of clamps should be considered in the optimal design of the fixture. It is challenging to achieve optimal design for fixture due to the difficulty in predicting sheet behavior and computational constraints. In this paper the relationship between the initial deviation of sheet and the deviation of final product is investigated and a method is proposed by using ant colony algorithm and finite element method for optimizing the position of the clamping points to reducing the deviation of the product after assembly with considering the minimizing the number of clamping points. Finally the proposed method is applied to a simple square sheet with initial deviation and based on the cost function, the number of clamping points and their position are optimized. The results show that reducing the amount of sheet deviation in the fixture causes reduce the deviation of final product.