面向3D打印的機械包裝最優(yōu)化處理算法研究.pdf

1、3D打印技術(shù)是一種以三維數(shù)字形式立體構(gòu)造物理對象的快速成型技術(shù)，它對世界各國的制造業(yè)產(chǎn)生重要影響，并被譽為引領(lǐng)“第三次工業(yè)革命”的重要技術(shù)之一。隨著3D打印技術(shù)、計算機輔助設(shè)計等技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用不斷加深，用戶對設(shè)備的功能、樣式、造價等方面都可以進行定制，因此產(chǎn)品的型號越來越豐富，并且產(chǎn)品的制造工藝和制造復(fù)雜度也越來越復(fù)雜。同時，機械設(shè)備的存放和運輸時的包裝問題和產(chǎn)品使用過程中設(shè)備維修問題也隨之而來。本文提出的機械包裝最優(yōu)化處理算法，通

2、過分析機械模型的裝配信息，包括零件空間位置、運動傳遞方式、零件干涉情況、裝配體中零件連接拓撲結(jié)構(gòu)等來解決機械模型的包裝問題和維修最小化路徑規(guī)劃問題。
　　在解決機械模型的包裝問題時，提出一種新的基于關(guān)節(jié)自由度的機械模型包裝算法，其根據(jù)機械模型中每個關(guān)節(jié)的自由度構(gòu)造解空間，并建立拆分方案搜索樹，利用搜索算法選取候選拆解方案。調(diào)整并優(yōu)化機械關(guān)節(jié)參數(shù)，最終獲取在最少次數(shù)的拆分條件下獲得滿足目標空間利用率的最優(yōu)拆分方案。在解決機械模型維修

3、時非完全拆卸路徑規(guī)劃問題時，本文提出的機械維修最小化拆卸路徑規(guī)劃算法，將機械模型在非完全拆卸情況下，通過求取的機械模型裝配序列和機械模型的拓撲結(jié)構(gòu)，將目標拆卸零件在花費最少的情況下拆卸下來。
　　實驗表明，本文提出的包裝最優(yōu)化處理算法，針對機械模型包裝問題，該算法能夠極大地提高機械模型包裝的空間利用率，同時相對其他算法減少了機械模型的拆卸次數(shù)；針對將機械模型的維修問題，該算法能夠極大地減少機械模型維修時零件拆卸數(shù)量，降低拆卸時間花