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

1、矩形件排樣問題在很多工業(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)增強競爭力。 本文針對排樣的布局優(yōu)化問題，通過對該問題國內(nèi)外現(xiàn)狀的研究與分析，針對實際的需求，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)。論文在理論和實踐中的主要研究成果和特色如下： (1)本文對矩形件排樣的各種算法進行了綜合的研究，通過對多種矩形件排樣算法特點的分析和比較，針對

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行排樣的過程中將會產(chǎn)生很多不能使用的空白區(qū)域的缺點，在排樣的過程中同時對這些空白區(qū)域進行二次排放，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行排樣的過程中，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。對此提出了“空白區(qū)域利用率”的概念，并提出了一個數(shù)學(xué)公式幫助計算空白區(qū)域的利用率。同時，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，可以判斷一個異形件能否排放入一個空白區(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與改進方法的基礎(chǔ)上，將遺傳算法與最低水平線二次排放算法結(jié)合進行排樣。考慮到長寬比值過大的矩形件對排樣結(jié)果的影響相對也較大的事實，在遺傳算法中對長寬比值過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)在對異形件排

4、樣的過程中，采用對頭排樣和臨界多邊形算法對異形件進行組合，然后求得這些組合后的圖形的最小包絡(luò)矩形，并對這些最小包絡(luò)矩形當作矩形件進行排樣。將掃描線定位啟發(fā)式算法進行改進，并將改進的算法用于對頭排樣算法中，由此提出了在本文中使用的“對頭排樣算法”，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