本文關(guān)鍵詞：不規(guī)則薄板零件排樣算法的研究　出處：《南昌航空大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 薄板零件 排樣 最低水平線搜索算法的改進算法 遺傳算法 人工干預(yù)

【摘要】：薄板零件的排樣廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等工業(yè)生產(chǎn)中,排樣結(jié)果的好壞直接影響到零件生產(chǎn)的合理性與經(jīng)濟性等各種指標(biāo)。大部分薄板零件的形狀都極其不規(guī)則,在零件內(nèi)部甚至出現(xiàn)較大的空白區(qū)域,所以如何開發(fā)出適合這類零件排樣的算法是排樣研究中的重要課題。 從排樣問題的數(shù)學(xué)計算復(fù)雜性看,不規(guī)則薄板零件的排樣問題在理論上本身屬于NP完全問題,因為零件本身的復(fù)雜性以及求解的復(fù)雜性,該類問題的求解都非常困難。隨著計算機輔助排樣技術(shù)的發(fā)展,人們已經(jīng)能夠有效采用人工智能排樣實現(xiàn)規(guī)則零件的下料,但是由于大部分薄板零件的不規(guī)則性,計算機輔助排樣效果仍不是很理想。所以本文主要從不規(guī)則薄板零件的不規(guī)則性出發(fā),根據(jù)前人對排樣算法的研究,提出適合不規(guī)則零件的排樣算法。主要的研究工作如下： (1)分析零件排樣的數(shù)學(xué)模型并提出零件的預(yù)處理方法。通過對零件簡便的計算機描述可以在保證零件描述完整的前提下節(jié)約零件排樣的時間。零件預(yù)處理包含凹凸零件的分類、零件是否可聚合以及它的聚合方法、包絡(luò)矩形的求取等。 (2)比較前人對零件最小包絡(luò)矩形排樣的定位規(guī)則(BL算法、下臺階算法、最低水平線算法等)的研究,分析了其中的一些不足并由零件的不規(guī)則性提出最低水平線搜索算法的改進算法。另外,通過對比人工智能算法的幾種常用算法,將遺傳算法作為本文排樣算法的定序規(guī)則,并與最低水平線搜索算法的改進算法相結(jié)合,試圖采用該混合算法改善不規(guī)則零件包絡(luò)矩形局部利用率差的問題。 (3)本文算法驗證所在的軟件為基于AutoCAD軟件采用ObjectARX二次開發(fā)技術(shù)所生成的薄板零件自動排樣系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的可操作性,繪制一部分不規(guī)則的薄板零件使用本文排樣算法在該系統(tǒng)中進行排樣,對排樣結(jié)果進行分析,實驗證明該算法在排樣應(yīng)用中具有高效、高利用率的特性。另外,針對最小包絡(luò)矩形法排樣生成的排樣圖中零件之間空白區(qū)域較大的現(xiàn)象,本文還特地采用了人工干預(yù)排樣來進一步提高排樣圖的利用率,并達(dá)到了預(yù)期的效果。 本文算法在不規(guī)則薄板零件的排樣中具有較強的適用性,零件內(nèi)部空白越大、零件之間尺寸差異越大,該算法的優(yōu)越性越明顯。通過研究證明該排樣算法對于減少原材料浪費,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益有著重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
[Abstract]:Sheet parts layout is widely used in aerospace, mechanical manufacturing and other industrial production. The layout results directly affect the rationality and economy of parts production. The shape of most thin parts is extremely irregular, and even a large blank area appears inside the parts. Therefore, how to develop a suitable algorithm for this kind of parts layout is an important subject in the research of layout. From the point of view of the mathematical computational complexity of the layout problem, the layout problem of irregular thin plate parts belongs to the NP-complete problem in theory, because of the complexity of the part itself and the complexity of solving the problem. With the development of computer-aided layout technology, people have been able to effectively use artificial intelligence layout to realize the cutting of regular parts. However, due to the irregularity of most thin plate parts, the effect of computer-aided layout is still not ideal. Therefore, this paper mainly starts from the irregularity of irregular thin plate parts, according to the previous research on the layout algorithm. A layout algorithm suitable for irregular parts is proposed. The main research work is as follows: 1). The mathematical model of part layout is analyzed and the preprocessing method of part is put forward. The simple computer description of the part can save the time of part layout on the premise of ensuring the complete description of the part. The preprocessing of the part contains concave and convex. The classification of parts. Whether the parts can be polymerized and its polymerization method, how to obtain the envelope rectangle, etc. (2) comparing the previous researches on the location rules (BL algorithm, lower step algorithm, lowest horizontal line algorithm, etc.) of the minimum envelope rectangular layout of parts. This paper analyzes some of the shortcomings and proposes an improved algorithm of the minimum horizontal line search algorithm from the irregularity of the parts. In addition, several common algorithms of artificial intelligence algorithm are compared. The genetic algorithm is taken as the ordering rule of this algorithm and combined with the improved algorithm of the lowest horizontal line search algorithm. The hybrid algorithm is used to improve the local utilization ratio of irregular parts enveloping rectangle. 3). The software of this paper is the automatic layout system of thin plate parts based on AutoCAD software and ObjectARX secondary development technology. The system has good maneuverability. Drawing a part of irregular thin plate parts in this system using the layout algorithm to analyze the layout results, experimental results show that the algorithm in the layout application has the characteristics of high efficiency and high utilization. In view of the phenomenon that the blank area between the parts in the layout map generated by the minimum envelope rectangle method is large, this paper also adopts manual intervention layout to further improve the utilization ratio of the layout map. And achieved the expected effect. The algorithm of this paper has strong applicability in irregular sheet metal parts layout. The larger the blank inside the parts, the greater the dimension difference between the parts. The advantages of this algorithm are more obvious. It is proved that the algorithm has important theoretical and practical significance for reducing the waste of raw materials and improving the economic benefits of enterprises.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH162;TP391.72

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本文編號：1367977