為了減少激光切割過程中的空行路程和切割時(shí)間,提出了基于廣義旅行商模型和雙向蟻群算法的激光切割工藝路徑優(yōu)化方法。建立了切割輪廓和特征點(diǎn)的概念,基于切割輪廓和特征點(diǎn)建立了優(yōu)化切割路徑的廣義旅行商模型。提出了雙向蟻群算法,在傳統(tǒng)蟻群算法中加入了新的引導(dǎo)信息,針對(duì)激光切割路徑的特殊性,對(duì)正向和反向搜索蟻群的引導(dǎo)信息進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì);為了防止出現(xiàn)"打刀"問題,規(guī)定了備選城市集合的確定規(guī)則。在排樣完畢的板材上進(jìn)行驗(yàn)證,與傳統(tǒng)蟻群算法規(guī)劃的切割路徑相比,雙向蟻群算法規(guī)劃的切割路徑的空行路程減少了16.44%、切割時(shí)間減少了3.18%,證明了雙向蟻群算法的有效性和優(yōu)越性。

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【部分圖文】：

圖1 激光切割過程示意圖

激光切割過程為:從機(jī)床原點(diǎn)出發(fā)，到達(dá)第1個(gè)切割環(huán)起止點(diǎn)，完成切割后，激光頭運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)切割環(huán)起止點(diǎn)，直至完成所有零件的切割。激光切割過程如圖1所示，圖1所示的板材上排樣了零件1和零件2，零件1具有兩個(gè)輪廓(輪廓1和輪廓2)，零件2具有一個(gè)輪廓，即輪廓3。A點(diǎn)為輪廓1的切割起止點(diǎn)，....

圖2 特征點(diǎn)選取方法

為了在輪廓上規(guī)劃切割起止點(diǎn)，需要在輪廓上定義特征點(diǎn)作為切割起止點(diǎn)的備選點(diǎn)位。輪廓特征點(diǎn)按照以下兩個(gè)原則確定:(1)閉環(huán)由圓、圓弧、線段3個(gè)基本元素組成，各元素之間的連接點(diǎn)為特征點(diǎn);(2)根據(jù)零件大小和規(guī)劃的需要，線段的1/2點(diǎn)、1/4點(diǎn)、圓弧的半分點(diǎn)、圓的8等分點(diǎn)等均可作為特征點(diǎn)....

圖3 兩個(gè)種群蟻群算法備選集合的確定規(guī)則

對(duì)于圖1所示的零件1，若先切割輪廓2，再切割輪廓1，那么激光頭由輪廓1的A點(diǎn)行駛至輪廓3的C點(diǎn)時(shí)，必然要經(jīng)過已切割輪廓2，具有發(fā)生“打刀”的風(fēng)險(xiǎn)，由此可以看出:對(duì)于具有子輪廓的零件，應(yīng)先切割子輪廓，再切割父輪廓，才能避免“打刀”問題的發(fā)生。根據(jù)以上分析，對(duì)零件輪廓的切割優(yōu)先權(quán)進(jìn)行....

圖4 排樣完畢的板材

本次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為:操作系統(tǒng)為WindowsWin7,CPU2.5GHz,2GRAM，開發(fā)軟件為VisualC++6.0。實(shí)驗(yàn)對(duì)象為排樣完畢的待切割板材，板材的尺寸為3000mm×1800mm×3mm，在此板材上排樣了28個(gè)零件，如圖4所示。圖4中編號(hào)相同的零件....

本文編號(hào)：4044195