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在工业制造过程中,存在着大量的下料操作(即在给定原材料上剪裁出所需的零件)。市场竞争与原材料数量有限的现状,迫使制造者始终将提高材料利用率作为增加利润的有效途径之一。选择应用软件由计算机自动给出零件在材料上的布局方式,可以提高时间效率,同时,布局方式的好坏将直接关系到材料的利用率及生产厂家的经济收益。因此,研究开发出一套可以拥有自主知识产权、性价比高的应用软件有着广泛的市场前景和应用价值。
在分析国内外研究现状的前提下,本课题基于国产Microdraw控件,采用VC6.0开发了一套集绘图与排样功能为一体的应用软件。首先,实现了基本的绘图功能,其中包含对整个绘图过程所需操作,如:绘图、编辑等的具体实现;还包含对手动交互排样操作中所需工具的具体实现,如:零件旋转、删除等。其次,集成了对二维任意形状零件进行自动排样的功能。
本文重点对自动排样功能的实现进行详细阐述。以较易实现的矩形包络法为主线,以计算多边形靠接位置性能较好的临界多边形法为零件组合判断条件,以智能优化算法(遗传算法)为补充、人工交互排样为辅助手段,并加以最小包络率算法用于保证包络法效率稳定性的方法,来实现整个排样过程,力求发挥各个方法的优越性。同时,在对现有临界多边形算法研究的基础上,对临界多边形算法进行了必要改进,使其计算过程简化、便捷。运行结果表明:软件具备基本绘图功能,排样效率可达到70%-80%。