數(shù)控套裁優(yōu)化排樣的關(guān)鍵技術(shù)研究與軟件實(shí)現(xiàn).pdf

1、矩形件排樣問(wèn)題在很多工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，解決好矩形件排樣的布局優(yōu)化問(wèn)題，可以提高材料的利用率，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高效益，從而使企業(yè)增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。 本文針對(duì)排樣的布局優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)對(duì)該問(wèn)題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的研究與分析，針對(duì)實(shí)際的需求，研究和開發(fā)了基于CAD/CAM環(huán)境的數(shù)控套裁優(yōu)化排樣系統(tǒng)。論文在理論和實(shí)踐中的主要研究成果和特色如下： (1)本文對(duì)矩形件排樣的各種算法進(jìn)行了綜合的研究，通過(guò)對(duì)多種矩形件排樣算法特點(diǎn)的分析和比較，針對(duì)

2、最低水平輪廓線算法的不足提出了“最低水平線二次排放算法”。它克服了在使用最低水平輪廓線算法進(jìn)行排樣的過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生很多不能使用的空白區(qū)域的缺點(diǎn)，在排樣的過(guò)程中同時(shí)對(duì)這些空白區(qū)域進(jìn)行二次排放，在一定程度上提高了板材的利用率。 (2)在用最低水平線二次排放算法進(jìn)行排樣的過(guò)程中，為了提高排樣速度，就有必要考慮限制空白區(qū)域的數(shù)量。對(duì)此提出了“空白區(qū)域利用率”的概念，并提出了一個(gè)數(shù)學(xué)公式幫助計(jì)算空白區(qū)域的利用率。同時(shí)，提出了“形心重合定位

3、掃描線算法”用于將異形件排放入一個(gè)空白區(qū)域中，該算法將形心重合的思想與掃描線定位啟發(fā)式算法結(jié)合，可以判斷一個(gè)異形件能否排放入一個(gè)空白區(qū)域，并能獲得較高的排放速度。 (3)本文在分析了遺傳算法特點(diǎn)與改進(jìn)方法的基礎(chǔ)上，將遺傳算法與最低水平線二次排放算法結(jié)合進(jìn)行排樣。考慮到長(zhǎng)寬比值過(guò)大的矩形件對(duì)排樣結(jié)果的影響相對(duì)也較大的事實(shí)，在遺傳算法中對(duì)長(zhǎng)寬比值過(guò)大的矩形件賦以較大的旋轉(zhuǎn)變異概率，由此獲得更好的排樣效果。 (4)在對(duì)異形件排

4、樣的過(guò)程中，采用對(duì)頭排樣和臨界多邊形算法對(duì)異形件進(jìn)行組合，然后求得這些組合后的圖形的最小包絡(luò)矩形，并對(duì)這些最小包絡(luò)矩形當(dāng)作矩形件進(jìn)行排樣。將掃描線定位啟發(fā)式算法進(jìn)行改進(jìn)，并將改進(jìn)的算法用于對(duì)頭排樣算法中，由此提出了在本文中使用的“對(duì)頭排樣算法”，獲得了較好的排樣結(jié)果。 (5)將填充引入到排樣系統(tǒng)中，在填充的過(guò)程中再次用到“形心重合定位掃描線算法”。隨著填充模塊的加入，更加提高了板材的利用率。 (6)在以上理論和算法研究的