工业4.0背景下,现代制造生产模式已向智能制造转变。目前对于排样问题中的研究大多集中于规则图形的排样,且对于从排样优化到数控切割加工的集成化系统研发较少。如何适应当前市场应用需求,解决数控加工过程中普遍存在的材料利用率低、效率低下等问题,已经成为众多学者的研究重点。本文通过研究二维不规则零件排样问题的求解方法,结合C#Winform开发技术,设计并开发了一种不规则件智能排样与数控切割系统,主要研究内容如下:首先,对系统进行了总体设计。在系统需求分析的基础上,详细梳理了系统的整体业务流程。根据系统的功能结构将系统分为不规则件智能排样子系统和数控加工状态显示和控制子系统,并对不规则件智能排样子系统的排样流程进行设计。其次,通过分析二维不规则排样问题的求解重点,从零件的定位策略和排放顺序优化两个方面进行排样问题的求解;对常用排样定位策略及其优缺点进行简单讨论和比较,给出了基于临界多边形的BL定位策略的求解步骤;介绍用于排放顺序优化求解的智能优化方法,将基于临界多边形的BL定位策略和遗传算法相结合应用到二维不规则排样问题中,讨论该求解算法的实现过程。然后,对数控加工状态显示和控制子系统进行了界面和功能上的设计。通过数控加工代码的生成和传输,衔接零件设计和数控切割加工过程;分析并确定了系统通讯方案的设计思路,对FTP客户端、PVI客户端接口程序及数控加工状态交互模块进行了详细设计。最后,基于C#编程语言和Microsoft Visual Studio 2013开发平台,设计和开发了一套不规则件智能排样与数控切割系统。测试表明,本文设计的系统运行状态稳定,能够根据用户需求有效求解不规则零件排样问题,生成数控加工程序并传输到数控系统,实现了对数控加工状态的显示和控制,具有一定的应用价值。