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面向机械制造的计算机辅助排样系统的研究与实现

唐生利  
【摘要】: 在机械制造行业里,排样主要研究零件的布局,目的是提高材料利用率,同时满足加工工艺的要求。人工排样效率低,难以得到高质量的排样方案。计算机辅助排样技术充分利用计算机的快速计算优势,可以在较短的时间内得到较优的排样方案,从而提高生产效率,降低生产成本,增强企业竞争力。 本文研究了排样类别的划分方法,根据零件毛坯的种类、数量、加工工艺三者之间的关系细化了每一大类排样问题。 本文总结了排样理论和算法的研究现状和发展趋势,分析了典型排样算法的优点和不足。 本文详细论述了连分数算法,将连分数算法应用于单一矩形件排样,设计了单一矩形排样的无约束排样、有约束排样、板材分割算法,可以达到单一矩形排样的最优排样和板材的最优分割。 本文将连分数算法应用于条带单一排样,采用分区计算的方法精确计算板材可以排放毛坯的最大个数,与分支定界算法结合,设计了单一条带排样的无约束排样、有约束排样、板材分割算法,可以达到单一条带排样的最优排样和板材的最优分割。 本文分析了冲裁条带排样研究中的两个极端情况,提出了根据条带在板材上的排样结果来寻求最优的条带排样参数的方法,将两大领域有机统一起来,从而实现条带排样参数的全局寻优。 本文分析了当前求解排样参数的几种典型算法的优点和不足,提出了结合平行线化和顶点碰撞特性的思想,采用边界划分、子边界离散、子边界凸顶点信息提取等方法,使计算具有目的性,使预处理信息具有可重用性,从而快速计算包括嵌套排样在内的所有情况下的排样参数,这种方法同样适用于不规则零件排样的解码计算和其它需要求解毛坯间距的情况。


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