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《国防科学技术大学》 2004年
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二维钣金排套料的算法研究及软件设计

万斌  
【摘要】:排样问题是一个NP难几何优化问题,广泛的应用于钣金切割、服装、皮革等行业,长期以来,一直是CAD/CAM和自动化领域的研究热点之一。本文根据排样问题的特点,针对任意形状的二维不规则钣金件排样问题的算法进行了研究,提出了局部贪心的搜索方法,并对该方法涉及的若干具体问题进行了研究。本文有以下一些成果: 提出了钣金优化排样的实用算法——局部贪心法。该方法基于现有的优化排样算法,以排样利用率为目标,先将一些小的样件充填到其他样件的孔洞中形成局部具有高利用率的群组,然后对群组进行排样得到总体的初步排样结果,最后在初排结果中充填群组间的缝隙,得到整体优化排样结果。算法采用试排—评估—再试排的循环计算,比一些经典算法中的递归计算具有更高的计算效率。 改进了NFP(No-Fit Polygon)的求法。NFP是判别两个多边形的碰撞关系的一个非常有效的工具,在排样算法有很重要的作用。但由于求解两个凹多边形的NFP比较困难,长期以来限制了它的应用。本文利用闵可夫斯基和(Minkowski Sum)和斜度图,得出一种NFP的求法,该方法比传统方法更简单和容易使用。 给出了任意图形的多边形逼近、非凸图形的凸组合、利用NFP做碰撞检测和扫描线搜索图形间缝隙等方法。这些方法能够很好地解决排样中的局部优化问题,提高排样利用率。 设计开发了钣金排套料CAD/CAM软件排样系统。将本文提出的算法应用于生产实践。该系统采用VC++直接从底层开发,主要有图形输入输出、特征处理、排套处理、NC前后置处理四大模块。系统开发过程中着重研究了开发原理并解决了一些关键技术,在解决二维图形的编辑、钣金切割中的设计计算、优化排样、数控工艺等问题方面取得很大的成功,在几何与切割特征设计方面采用了新的思想和方法,尤其成功解决了切割引线与切割路径优化的实用问题。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP311.52

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 卢齐飞;二维不规则图形下料排样优化算法研究[D];广东工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王雪梅,王义和;模拟退火算法与遗传算法的结合[J];计算机学报;1997年04期
2 王兴波,万斌;二维零件DXF数据的获取与数控加工[J];制造业自动化;2003年06期
3 王宏达,尚久浩,樊养余;智能排样算法分析与展望[J];机电工程技术;2004年10期
4 王兴波,万斌,曾钰,陈立福;钣金排套料CAD/CAM软件系统的设计与开发[J];机电工程技术;2004年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱旭东;;改进遗传算法解Job-Shop问题[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年05期
2 戴元永,陈素琼,申荣法,何宜柱,余亮;基于模拟退火多种群遗传算法的C-Mn钢生产优化[J];宝钢技术;2003年01期
3 魏连伟,邵景力,张建立,崔亚莉;模拟退火算法反演水文地质参数算例研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2004年04期
4 王光源;汲万峰;张非非;章尧卿;孙钧正;;ALGA在岸基导弹航路规划中的应用研究[J];电光与控制;2012年05期
5 李斐然;潘盛山;张哲;;混合算法在04公桥规徐变系数曲线拟合中应用[J];大连理工大学学报;2010年03期
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8 马威;褚红丹;高哲;董贯慧;;基于改进的贝叶斯中文垃圾邮件过滤方法研究[J];电脑知识与技术;2008年S2期
9 林依华,张中杰,尹成,周熙襄;复杂地形条件下静校正的综合寻优[J];地球物理学报;2003年01期
10 崔建文;一种改进的全局优化算法及其在面波频散曲线反演中的应用[J];地球物理学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林依华;张中杰;尹成;周熙襄;;复杂地形条件下静校正的综合寻优[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
2 张煜东;吴乐南;;一种改进的分布式模拟退火遗传算法用于图像插值[A];第三届和谐人机环境联合学术会议(HHME2007)论文集[C];2007年
3 韩晓建;解卫华;;基于预处理的拟人布局算法研究[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
4 文聪;徐红兵;邓罡;;任意多边形排样和最短切割路径搜索的算法及实现[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
5 蒲忠昊;王林;张磊;;一种改进的快速自适应模拟退火算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
6 王红;胡玉兰;赵泽睿;周越;;一种基于模拟退火遗传算法的多用户检测方法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
7 张克;林家恒;;二维下料问题的研究进展[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
8 王程;杨静;张倩;;GA-PSO算法在图像配准中的研究[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
9 宗敬群;;一类混合自适应遗传算法及性能分析[A];Systems Engineering, Systems Science and Complexity Research--Proceeding of 11th Annual Conference of Systems Engineering Society of China[C];2000年
10 毛明忠;王诚;;自动修正船体零件图形交换格式文件中的极端数据[A];2010年MIS/S&A学术交流会议论文集(中国造船工程学会学术论文集)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 史伟;基于复杂网络的拓扑与信息传输问题研究[D];天津大学;2010年
2 郑俊丽;船舶分段制造车间的模块空间调度模型及算法[D];上海交通大学;2011年
3 何超群;综合非线性最优化技术在剩余静校正中的应用研究[D];中国地质大学(北京);2012年
4 刘虓;基于HAPE的二维不规则零件排样算法及其性能研究[D];华南理工大学;2011年
5 杨明;船舶电力推进永磁同步电机非线性反步控制器设计与优化研究[D];大连海事大学;2012年
6 李海民;遗传算法性能及其在聚类分析中应用的研究[D];西安电子科技大学;1999年
7 彭真明;地震反演中的非线性优化方法及应用研究[D];成都理工学院;2001年
8 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
9 贾志欣;面向发电设备制造的下料优化排样原理与关键技术[D];四川大学;2002年
10 罗阳;机械制造车间生产作业多智能体规划原理与板材套料优化方法的研究[D];四川大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪嵩杰;基于运动控制器的数控服装裁剪机控制系统设计[D];浙江理工大学;2010年
2 白明;船舶管系路径优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 宋开胜;基于遗传算法的二维排样研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 段斌;基于改进遗传算法的建模和动态优化方法研究[D];浙江大学;2011年
5 黎利辉;基于特征选择的入侵检测研究[D];中南林业科技大学;2009年
6 丁力;改进遗传算法在数字图像分割中的应用研究[D];武汉理工大学;2011年
7 林时来;基于蚁群算法的呼吸信号情感识别研究[D];西南大学;2011年
8 周国城;求解圆形Packing问题及模型蛋白结构预测问题的启发式算法[D];南京信息工程大学;2011年
9 杨彩君;基于填充式启发式算法的二维矩形排样问题[D];上海师范大学;2011年
10 郭蕾;炸药生产线改性硝铵水分控制系统的研究[D];中南大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史俊友;冯美贵;;二维不规则件优化排样的小生境遗传算法[J];工程设计学报;2007年02期
2 王竹婷;刘林;程浩;刘心报;;改进的最低水平线搜索算法求解矩形排样问题[J];工程设计学报;2009年02期
3 史俊友;苏传生;翟红岩;;不规则零件优化排样的神经网络混合优化算法[J];工程设计学报;2009年04期
4 赵治国;卢军;贾俐俐;;遗传算法和碰撞算法混合求解冲裁件自动排样问题[J];工程图学学报;2008年01期
5 杨莹;赵新芳;崔耀东;;一种圆形片剪切排样的高效递归算法[J];河南大学学报(自然科学版);2008年02期
6 梅颖;朱良生;叶家玮;;基于改进小生境免疫遗传算法的船体建造板材图形排样[J];淮阴师范学院学报(自然科学版);2009年01期
7 李明,宋成芳,周泽魁;二维不规则零件排样问题的粒子群算法求解[J];江南大学学报;2005年03期
8 朱金钧,高凯,周万珍;遗传算法在数据挖掘中的应用[J];计算机工程与应用;2003年17期
9 何冬黎;崔耀东;;一种高效的矩形套裁排样的带填充排样算法[J];计算机工程与应用;2008年10期
10 梁利东;叶家玮;;基于遗传算法的不规则件优化排样研究[J];计算机工程与应用;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘胡瑶;基于临界多边形的二维排样算法研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 辛征;有瑕疵材料二维下料问题的研究和应用[D];山东大学;2006年
2 顾振华;二维不规则排样CAD系统的设计[D];上海交通大学;2007年
3 相会财;基于遗传算法的二维不规则图形排料问题的研究与应用[D];沈阳工业大学;2007年
4 张光富;二维不规则部件排样优化算法研究与系统实现[D];广东工业大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐晓君,查建中,陆一平;布局问题的复杂性和建模方法[J];北方交通大学学报;2003年01期
2 李满江,孟祥旭,王志强;矩形件和任意多边形排样问题的算法及应用[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2002年04期
3 王彩红,段国林,张健楠,张雪松;模拟退火法的研究及其在不规则多边形布局中的应用[J];河北工业大学学报;2001年04期
4 查建中,唐晓君,陆一平;布局及布置设计问题求解自动化的理论与方法综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年08期
5 王金敏,陈东祥,马丰宁,查建中;布局问题的模拟退火算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1998年03期
6 王兴波,万斌;二维零件DXF数据的获取与数控加工[J];制造业自动化;2003年06期
7 李英华,周兆英,熊沈蜀,刘长庚,杨延楣;二维几何排样问题分类编码的研究[J];机械科学与技术;2000年03期
8 段国林,王彩红,张健楠;二维不规则多边形自动布局系统的研究与设计[J];机械设计;2002年05期
9 高伟增,饶运清;排样智能的现状分析及实施策略[J];机械与电子;2001年04期
10 马良;基于蚂蚁算法的函数优化[J];控制与决策;2002年S1期
【相似文献】
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3 宋敦波;;用递归算法求素数[J];西昌学院学报(自然科学版);2009年02期
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9 花晓菲;李旭;;基于图论的频率规划算法分析与仿真[J];西安邮电学院学报;2007年01期
10 刘国志;赵晓颖;;压缩系数的微粒群优化算法的收敛性分析[J];江西师范大学学报(自然科学版);2007年06期
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2 沈松鸽;姜兆能;丁大志;樊振宏;陈如山;;改进的多层压缩块分解(MLCBD)算法分析电磁散射问题[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 杨碧姗;王腾蛟;常雷;杨冬青;唐世渭;;BICA:一种快速可扩展的ADTree构建算法[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
4 陈淼;张杰;宋平舰;孟俊敏;;基于组件技术的实用海洋遥感算法模块化设计[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文选集[C];2003年
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6 周玉清;张红梅;;多源最短路径Floyd算法的分析与实现[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
7 彭绪富;石曙东;;多方不可否认互签算法协议设计[A];第四届中国软件工程大会论文集[C];2007年
8 张晓杰;;工程结构CAD系统的智能编译策略[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
9 刘远新;邓飞其;罗艳辉;舒添慧;;ERP柔性平台下物流运输配送系统算法分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 姚伟江;胡亮;王驰宇;傅新;叶朋;;多功能流量积算仪数学模型及其算法分析[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
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2 Elaine Kub新华期货 郭伟明 喻嘉乐;商品市场的游戏新规[N];期货日报;2008年
3 申文怡;Google后来居上 雅虎突围有望?[N];电子资讯时报;2007年
4 江苏省海安县海陵中学 王孝东;信息学奥赛辅导中的困惑及对策[N];中国电脑教育报;2005年
5 尹宏毅;2004年度世界最佳科技创新大奖(上)[N];学习时报;2005年
6 荣辉;新型数据管理助力企业竞争[N];科技日报;2006年
7 张晓兵;四阶段演绎反垃圾邮件进程[N];中国计算机报;2007年
8 闪客帝国 章精设;Flash特效之数字天地[N];计算机世界;2004年
9 陈智罡;算法复杂度的分析方法及其运用[N];中国电脑教育报;2002年
10 田野;高级程序员考试经验谈[N];中国电脑教育报;2004年
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1 王玙;复杂网络社团检测算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2014年
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9 王兵;逻辑进程范型的形式语义、算法评估及其在空间随机仿真中的应用[D];国防科学技术大学;2011年
10 佘春东;数据挖掘算法分析及其并行模式研究[D];电子科技大学;2004年
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1 何涛;结构方程模型PLS算法研究[D];天津大学;2006年
2 吴卉男;基于数据挖掘技术的入侵检测研究[D];贵州大学;2007年
3 刘奎;H.264视频编码帧间、帧内算法研究[D];河海大学;2007年
4 陈虎;网络划分的算法[D];上海交通大学;2011年
5 李鹏;不同选择策略的人工植物算法[D];太原科技大学;2014年
6 王锦锦;层次凝聚和主动学习半监督社团检测算法研究[D];兰州大学;2014年
7 吴雪雪;具有动态种群的人工植物算法[D];太原科技大学;2014年
8 张亚洁;猴群算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2014年
9 姚华丽;基于H.264的MFHS算法的研究与实现[D];河南工业大学;2013年
10 杨海洋;Massive MIMO中低复杂度接收算法的研究[D];电子科技大学;2013年
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