基于余料的五金零件排样系统研究与开发

对基于余料的五金零件排样系统进行了研究。设计了AutoCAD与系统之间的接口,用来识别和编写DXF格式文件。在导入余料和零件DXF文件的基础上,进行基于包络矩形的半自动优化排样,之后,利用交互式排样模块作交互式修改,显示排样结果,输出排样DXF文件。系统对中小型五金零件加工企业具有一定的实用价值。     

基于重心NFP的二维不规则形状排样算法

提出了一种基于重心NFP的二维不规则多边形排样算法，算法主要包括临界多边形计算和排样定位选优等内容。该算法以多边形来表示板材和待排零件，通过求解临界多边形NFP来得到多边形之间的所有靠接（排放）位置。为了在NFP中进一步得到优化的靠接位置，在NFP的基础上提出了重心NFP的概念，通过选择重心NFP中的最低重心位置来确定零件的排放位置。在零件的排样次序算法上，提出了顺序递归排样算法和遗传算法，以降低排样过程中形成的空腔所造成的浪费。该算法可处理板材和零件均为不规则形状的排样问题，允许零件在全角度范围内进行旋转，并可处理板材内部带孔洞或者边界形成空腔等特殊情况。     

一刀切问题的优化二叉树排样

为了在提高板材利用率的同时提高全料的二次利用率,以二维一刀切下料问题为研究对象,根据现实约束提出了优化二叉树的启发式算法。该算法基于最小空穴插入最大零件、零件靠左靠下放置、整除求余确定零件转向以及板材的整点切割等规则,给出兼容多板料的一刀切排样动态寻优算法流程;提出余料的动态拆分和合并思想,根据相邻关系将余料分为一类空穴和二类空穴两种类型,设计分裂、合并、Strip、Shake等算子,实现了一刀切下料的动态快速优化求解。基于本算法开发的系统在企业中的实际应用表明,所提算法能够在提高板材利用率的同时,有效避免余料的碎化,提高余料的二次利用率。     

面向智能制造的不规则零件排样优化算法

以智能工厂应用场景为例,为提高广泛应用于智能制造领域的二维不规则件的排样性能,提出了基于启发式和蚁群的不规则件排样优化算法.首先提取不规则件的几何特征,对零件进行组合操作预处理,使两个或多个不规则零件组合为矩形件或近似矩形件并对其包络矩形,然后利用蚁群学习算法对预处理后的零件进行排样,确定零件排放的最佳位置,不断更新得到最优排样结果.仿真实验结果表明,综合考虑板材利用率以及耗时情况,所提算法取得了较好的结果,能够满足实际生产的需求.     

智能算法的板材下料优化排样系统研究

为了降低产品制造成本,提高企业竞争力,提高板材的使用效率,以及更为合理的使用钢板,开发了基于智能算法的板材下料优化排样系统,采用了遗传算法,研究了适用于二维不规则零件的排样系统,实现了零件自动化排样。     

一种可变规格板材下料的优化方法

针对零件在一批大小和成本不同的板材上下料(可变规格板材下料)的问题,以下料方案对应的成本最优为目标,提出了一种结合遗传算法和模拟退火算法的混合优化方法.该方法以遗传算法为主体,利用遗传算法优化板材序列和零件序列,通过优化板材序列实现板材使用优化,平衡了板材成本、利用率和使用数量;解码过程通过对排样板材间零件以模拟退火方式优化调整,提高了板材总体利用率,得到了比现行方法更优的下料方案.通过算例和相关应用,验证了文中方法的有效性.     

一种针对绝缘纸板排样的混合算法

绝缘纸板排样属于"一刀切"的二维矩形排样问题,是一个NP难问题,在造纸、变压器制造等领域有着广泛的应用。提出了一种改进的剩余矩形填充算法和遗传算法相结合的混合算法,建立绝缘纸板排样的数学模型,在满足"一刀切"工艺的同时,能使同种类零件尽量排放在一起,方便加工。算法解决了多种类零件、多种类板材排样的组合优化问题,并结合工厂下料实例,得到了更优的排样方案,大大提高板材利用率。最后总结并分析了二维排样问题的前景。     

灰狼算法在定制化家具矩形件排样中的应用

针对定制化家具矩形件排样问题，以板材的利用率最大化为目标，建立矩形件排样模型，提出一种改进的灰狼算法进行求解，针对定制化家具的零件差异性较大的问题，在矩形件排样定序问题中，采用改进的灰狼算法进行求解，改进算法的编码方式、游走和奔袭策略，在矩形件排样定位问题中，采用改进的最低水平线定位算法，实现矩形件定位过程中的零件序列微调，并确定排布位置，再次优化排样方案，实现利用率最大化。     

面向多规格板材的矩形工件排样优化方法

针对规格板材件的矩形工件排样问题,提出一种支持一刀切工艺约束的放宽式搜索算法,利用多规格板材组合的构造算法,依据工件的总面积形成多种可行的板材组合;根据组合的总面积大小排序,优先选择面积较少的组合进行排样,单片板材的排放采用组化策略和启发式的排样规则;在多规格板材的排样过程中如果排样失败,则针对组合中还未排样的板材所构成的组合进行放宽式替换,再重复上述排样过程,以此搜索最佳板材组合,从而使所有工件可以排放且板材利用率最高。实验结果显示:该算法行之有效,测试结果相对于文献报道的算法具有一定优势。     

板材余料库存的构建及最小化

钣金件制造过程中不可避免产生板材余料，余料的再利用将大大节约企业的制造成本，本文讨论了板材余料库存的构建及最小化，并提出利用板材优化方法使余料库存最小化以达到充分利用余料的目的。