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面向数控下料加工的集成化板材优化下料系统的研究与开发

朱波  
【摘要】:制造业量大面广,在不断生产产品、创造财富的同时,也在消耗大量的物料资源。板材加工在制造业中占有相当比重,通过应用优化下料软件辅助下料来提高板材的材料利用率,对节约资源和降低企业的生产成本具有重要意义。近年来,数控技术在板材下料加工中的应用日益广泛。将优化下料技术与数控技术相结合,开发面向数控下料加工的板材优化下料系统,不但能提高板材的材料利用率,而且能提高数控下料加工效率。本文从CAD/CAM 集成的角度对板材的数控下料过程进行了分析,对实现板材优化排样CAD 和板材下料自动数控编程CAM 涉及的部分关键技术作了较为深入的研究。 论文首先分析了制造企业在板材数控下料加工环节的基本需求,在此基础之上,提出了面向数控下料加工的集成化板材优化下料系统的总体设计方案,在方案中对系统的体系结构和功能结构进行了设计,并对各个功能模块的设计思路和处理流程进行了详细分析。然后针对系统涉及的部分关键技术进行了研究。分析了经典的矩形件优化排样算法——列生成法和针对异形件的矩形包络算法;研究了基于ObjectARX 的AutoCAD 开发技术,结合对AutoCAD 图形数据库结构及其基本操作的分析,给出了下料轮廓图和排样图的生成方法;研究了板材数控下料加工的工艺处理技术,建立了一种直接基于排样图进行的图形交互工艺规划方法;研究了在AutoCAD环境中的板材下料数控仿真技术,给出一种通过增量修改图形实体对象实现的动态仿真方法;提出以软插件技术构建集成下料系统的数控编程后置处理部分,能够有效解决因数控下料机床指令格式及控制参数不统一导致的自动编程软件系统不易实现通用性的问题。 基于本文所作研究开发了集成化板材优化下料系统的部分功能,并在企业中得到应用,取得了较好的应用效果。


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