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二维不规则零件自动优化排样算法的研究

陈小雨  
【摘要】:零件排样在制造业中具有广泛的应用,计算机排样可以把零件的排样通过计算机解决,不但提高排样的效率,同时可以大大提高材料的利用率。计算机排样具有广泛的应用场景和重要的研究意义。本文以二维不规则图形为研究对象,对二维不规则图形进行矩形包络,在矩形包络的基础上,通过各种算法的比较,研究了一种基于最低轮廓线的蚂蚁排样搜索算法,并实现了蚂蚁搜索排样系统。 本文研究了矩形包络法的算法,该算法首先将无规律的不规则图形通过直线拟合转换为多边形图形,在多边形图形的基础上对矩形包络法进行了深入的研究。通过对多边形图形进行顶点方向性判断、凹凸性判断、以及凹凸多边形的转换后,成功的将不规则图形转化为最小包络矩形。 矩形件排样作为研究目标,本文将排样效果较好的最低轮廓线排样算法与蚂蚁搜索算法进行融合,提出一种基于最低轮廓线的蚂蚁搜索排样算法,此方法可以充分利用矩形件的长宽比信息和面积信息,建立各个矩形件之间的信息素,在最低轮廓线排样算法的基础上运用蚂蚁搜索寻找最优序列。 根据本文研究的矩形包络法以及基于最低轮廓线的蚂蚁排样搜索算法,实现了不规则零件自动优化排样系统的开发。此系统包含零件图形的添加与删除,并可输入每个零件的所需数量,以及显示待排零件的包络状况,设置蚂蚁算法的迭代次数、蚂蚁数量,原材料的高度和宽度以及蚂蚁算法的各个参数,能够图形化的显示最后的排样效果。 本文对不规则图形排样进行研究,并将算法进行程序实现,充分证实了算法的有效性和可利用性,对于计算机排样的应用具有很高的研究意义和研究价值。


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