切割类机床的图形编程软件中排样优化算法的研究及开发

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数控切割机床的图形编程系统开发的核心问题是二维不规则排样问题。本文主要针对二维不规则排样问题进行研究。二维不规则件的排样问题,在理论上属于NP(Non-deterministicPolynomial)——完全(Complete)问题,因为存在实际形状的复杂性和计算上的复杂性,求解十分困难。目前研究较多的是规则零件(如矩形)的排样问题,对不规则件的研究较少。对不规则件的处理基本上是基于规则零件排样处理的矩形近似方法和对不规则零件直接处理两种方法。在总结前人研究成果的基础上,探索了一种基于规则的二维不规则件的近似优化方法和一种基于现代优化算法——遗传算法的近似优化算法(提出了计算模型和过程模型),以提高排样的效率和材料的利用率。对不规则件的多边形近似表示、多边形面积和多边形单排、对排、双排以及联排的预先处理进行了探讨。实现了不规则零件靠接距离的计算。此外,对零件的数据结构表示也进行了探讨。 零件(原始)都映射(离散)为多边形零件,通过对多边形的处理,再映射回原始零件,从而可以处理任意形状的零件,使自动优化排样在工业中广泛应用成为可能。经过排样优化后自动输出G代码(文本文件),系统可以对生成的数控代码进行加工模拟。 此系统通过人机交互输入零件的数目和板材的规格,就可以完成排样优化和代码的自动生成。极大的方便了操作人员,提高了生产效率,降低了生产成本。
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