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飞机钣金零件综合优化排样系统的研究与开发

刘闯  
【摘要】: 飞机大量采用钣金零件,金属板材消耗量很大。下料是飞机钣金零件制造中常用的一种工艺,在下料前进行排样可以显著提高原材料的利用率。本文对飞机钣金零件下料加工中的排样问题分析、归类,以面向冲切的单种零件排样、面向剪切的矩形件组合排样和面向数控铣切的曲线外形零件组合排样三类排样问题为研究对象。 排样问题是一类优化问题,不但有几何上的约束,还要考虑飞机钣金零件下料加工中的各种制造约束。本文把直接搜索算法与平行线分割一步平移算法相结合,发展了解决单种零件排样问题的一种精确算法。本文对组合排样算法进行了深入的研究,根据生产实际把此问题划分为排样方案数量优化问题和排样优化问题。曲线外形零件组合排样算法采用两阶段法,先利用零件包络算法对零件包络,从而转化成矩形件组合排样问题。在矩形件组合排样算法中提出了矩形件分组算法用于排样方案数量优化,以满足生产计划要求;遗传算法与启发式算法相结合应用于矩形件优化排样。 本文中采用关系数据库和文件存储相结合形式对排样下料的钣金零件和板材信息进行管理。对排样算法中的前置处理和后置处理也进行了研究。 本文最后介绍了飞机钣金零件综合优化排样(AM-nesting)系统的设计框架和各项开发技术,给出了部分运行实例。


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