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二维不规则排样CAD系统的设计

顾振华  
【摘要】: 本文研究了二维不规则图形的排样问题,它对制造、船舶、服装、模具等众多行业有重要意义。二维排样是一个平面布局优化问题,目的是在平面板材上尽可能多的布置不同形状的零件,并满足以下约束条件:(1)零件布置于板材内部且布置的零件尽可能的多;(2)各零件之间互不重叠;(3)满足一定的工艺要求。它的优化目标是:寻求一个优化零件布局方案,使得浪费的板材面积为最小,亦即材料利用率为最大。针对目前二维排样问题中的难点和关键问题,本文就几何计算、定位规则以及智能优化等3个方面,进行了广泛而深入的理论研究,提出了一系列解决方案和算法,并将其编入CAD应用系统。研究成果和创新点可概括如下: (1)临界多边形NFP算法研究:采用了一种新的基于轨迹线计算的临界多边形快速求解算法,解决了NFP求解的准确性问题,并在NFP的计算速度上有了较大的提高。 NFP算法是二维排样问题中的基础性几何计算问题,也是目前限制二维排样算法发展的瓶颈问题。长期以来缺乏准确、稳定、快速的NFP算法,使得零件定位优化、多角度旋转、板材带孔洞等问题得不到很好的解决,而NFP算法的计算速度也限制了排样


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