基于两阶段排样方式的卷材下料算法研究

讨论矩形件卷材下料问题,采用切割工艺简单的两阶段排样方式采进行下料。这种排样方式采用一组平行于卷材宽度方向的剪切线将卷材切割成多个条带,然后将每个条带切割成所需要的矩形件。首先,构造一种有界背包算法确定矩形件在条带中的优化布局;然后,采用基于列生成的线性规划算法调用上述有界背包算法生成排样方式;最后,采用顺序启发式算法,用当前矩形件剩余需求量反复调用线性规划算法生成各个排样方式,直至每种矩形件剩余需求量均为零,组合各个排样方式形成下料方案。将本文算法与2种文献算法进行比较,计算结果表明,本文算法下料方案比2种文献算法分别节省1.97%和1.66%的卷材。     

面向可加工性的卷材优化下料方法

针对成品为矩形件的卷材优化下料问题,综合考虑材料利用率高和便于加工,将顺序价值修正算法与剪切排样方式生成算法结合,确定下料方案。第1阶段,将卷材纵剪为长条带(子卷),每根条带含同一种矩形件;第2阶段,将条带冲剪出矩形件。剪切排样方式生成算法通过递推生成排样方式。每次生成排样方式后,均对矩形件进行一次价值修正,使其价值接近理想值。每个排样方式满足部分矩形件需求,重复此过程,直到满足所有矩形件需求为止。通过迭代生成不同下料方案,选择材料利用率最高的作为解。与文献算法比较,可知该算法在有效提高材料利用率的同时,可以简化切割加工工艺。     

基于多级排样方式的单一矩形件卷材下料算法

讨论了单一矩形件卷材下料问题,即采用剪切工艺将卷材切割出一定数量的同种矩形件,目标为使得所耗费的卷材长度最小.提出一种基于隐式枚举法和动态规划算法的优化下料算法.切割过程由2个阶段组成,第1阶段将卷材切割成宽度相同、长度不大于剪刃长度的段,第2阶段将段切割成矩形件.首先,采用隐式枚举法确定所有需要考察的段的长度,并采用...     

可减少排样方式数的二维下料顺序启发式算法

讨论矩形件二维下料问题，将板材成本最小作为主要优化目标，将排样方式数最少作为辅助优化目标。提出一种可减少排样方式数的下料算法。该算法基于顺序启发式框架，按顺序逐个产生排样方式满足剩余矩形件的部分需求量，直到矩形件的所有需求量均得到满足为止。它采用一种分组技术选择可用来生成下一个排样方式的矩形件，用这些矩形件生成下一个排样方式后根据顺序价值校正方法调整矩形件的价值，其中每个排样方式均采用动态规划程序生成。将本文下料算法与两种文献算法进行对比，实验结果表明，本文下料算法使用的板材面积比文献算法分别节省了1.12%和0.89%,排样方式数比文献算法分别减少了45.56%和30.79%,且计算时间与文献算法接近。     

矩形件剪切下料问题的一种顺序价值修正算法

针对矩形件剪切下料问题,提出一种基于顺序价值修正策略的优化下料算法。首先构造普通块排样方式的生成算法,生成矩形件在单张板材上的排样方式。然后采用顺序价值修正算法,调用上述排样算法,逐个生成排样方式,每个排样方式满足部分矩形件的需求量,直到所有矩形件的需求量均被满足为止,在生成每个排样方式后按照一定规则修正这个排样方式中矩形件的价值。最后将上述顺序价值修正算法迭代执行多次得到多个下料方案,选择耗费板材张数最少的作为最终解。使用基准例题将本文算法与两种文献算法进行对比实验,结果表明,本文算法在节省板材方面优于两种文献算法,且计算时间合理。     

基于均匀条带排样方式的二维下料启发式算法

条带结构排样方式在机械制造业下料领域有广泛的应用。针对矩形件二维下料问题,提出一种基于均匀条带排样方式的启发式下料算法。下料方案包含多个排样方式,每个排样方式满足部分矩形件的需求量。首先构造均匀条带四块排样方式的约束排样算法;然后采用列生成法反复调用上述约束排样算法生成各个排样方式,直到所有矩形件需求量得到满足为止。采用文献中的基准例题,将本文下料算法和文献中下料算法进行比较,数值实验结果表明本文下料算法能有效地提高板材利用率,且计算时间能满足实际应用要求。     

单一尺寸矩形毛坯下料问题的一种确定性算法

针对单一尺寸矩形毛坯下料问题,讨论了如何用最少的库存板材切割出一定数量的单一尺寸矩形毛坯。提出1种切割工艺简单的5块排样方式,该排样方式将板材划分成5块区域,每块区域中矩形毛坯按照相同方向排列。设计了1种确定性算法求解下料方案,首先构造1种基于隐式枚举思想的算法确定整张板上的最优5块排样方式;然后对该算法进行扩展,使其能够求解部分板上的最优5块排样方式。采用算例将文中下料算法和文献中递归下料算法、拼合下料算法进行比较,数值模拟分析结果表明,文中的下料算法在切割工艺和板材利用率两方面均较为有效。     

基于两段排样方式的剪冲下料优化算法

针对金属板材剪冲下料问题,提出一种基于两段排样方式的优化算法。下料过程分两个阶段:第1阶段将板材剪切成条料,第2阶段将条料冲压出零件。两段排样方式把板材划分为两个段,每个段包含一组相同长度和方向的条料,每根条料仅包含同种零件。首先构造排样算法生成单张板材上零件的两段排样方式,采用动态规划技术确定条料在段中的优化布局,采用启发式方法确定板材的最优两段划分。然后构造下料算法,通过调用上述排样算法生成一系列排样方式,按照板材使用张数最小原则确定每个排样方式的使用次数,得到下料方案。对比文献中基准例题的计算结果表明,本文算法的板材下料利用率高于其他3种文献算法,并且计算时间合理。     

基于顺序价值修正算法的矩形件二维优化下料

针对矩形件二维下料问题,提出一种顺序价值修正下料算法。构造了四块排样算法,生成矩形件数量有上界约束的四块排样方式;这种排样方式将板材划分为4个块,每个块包含方向相同的条带,每条条带包含同种矩形件。采用顺序启发式算法调用上述四块排样算法逐个生成排样方式,按照不产生多余矩形件原则,确定每个排样方式的最大使用次数;在生成每个排样方式后修正该种排样方式中矩形件的价值。将上述顺序启发式算法迭代执行多次,生成多个下料方案,选择板材使用张数最小的一个作为最终解。采用文献例题进行计算比较,数值实验结果表明本文算法比文献算法更能节省板材。     

矩形件二维下料问题的一种求解方法

求解矩形件二维下料问题,即解决如何用最少的板材切割出所需的全部矩形毛坯。提出一种切割工艺简单的新型排样方式即单毛坯条带四块排样方式。首先采用经典背包算法生成排样方式,然后采用基于列生成的线性规划算法迭代调用上述排样方式生成算法求解下料方案。将文中排样方式分别与文献中经典两阶段和经典两段排样方式进行比较,实验计算结果表明,四块排样方式排样价值高于以上两种排样方式。最后通过实际下料求解,证明了使用该算法的材料利用率较高。     

A new differential eddy current testing sensor used for detecting crack extension direction

In this paper a new differential eddy current testing sensor is proposed which is composed of two planar circumferential gradient winding spiral coils. The eddy current testing sensor can detect out the existence of crack in conductive material surface and furthermore the crack extension direction because of the circumferential gradient winding spiral structure of coil. We study the detection principle of crack extension direction and carry out experimental test. The test results show that the impedance of circumferential gradient winding coil mainly varies with crack extension direction and width. Based on impedance plane analysis we extract the features which can indicate the crack characteristics and study on the inverse quantitative evaluation of crack extension direction and crack width.     

模具零件的最小包围盒生成算法

提出一种实用的最小包围盒算法,将任意位置的复杂三维模型投影在3个主平面上,通过分析投影外轮廓的最小包围矩形来最终确定三维模型的最小包围盒。算法不再采用传统算法中旋转模型的方法,而根据旋转投影的外轮廓来确定最小包围盒,提高了算法的效率。同时算法通过分析识别模型的基本形状,将其分为箱体类、回转类和异形类,以快速确定一个主投影方向,将三维问题转化为求二维平面上的最小包围矩形,进一步提高了计算效率。算法可以嵌入NX等商用CAD系统,经过大量测试对比,相对传统算法更高效,并且稳定可靠,可广泛应用于任意位置的复杂模具零件的生成和干涉检查等。     

基于混合包络矩形的复杂轮廓激光切割路径规划

复杂轮廓的钣金激光切割路径规划是集成化激光切割系统中的关键问题之一,在依次优先满足嵌套图形先内后外的顺序切割、空走行程不经过已切割区域、尽可能不跨区域切割的工艺要求下,建立以路径规划时间和空走行程最短为目标的优化模型。在规划算法设计和实现上,首先对复杂轮廓进行预处理,计算每个轮廓的最小外接包络矩形;然后,利用遗传算法、复杂轮廓原边界角点与包络矩形边界角点的位置关系,进行激光切割路径的初步和精细规划;最后,通过该算法实现对钣金切割案例的精细路径规划,规划结果表明,该算法具有规划速度快、规划路径短和算法稳定性高的特点。     

Analysis of a fork-shaped rectangular coil oriented perpendicular to moving conductor slabs

Vertical-type coils arranged perpendicular to conductor slabs have proven useful for nondestructive testing. Because the fork–coil method offers the advantage that the lift-off effect is fundamentally removed, we analyze a fork-shaped rectangular coil oriented perpendicular to conductor slabs. Our calculations elucidate some characteristics of the conductor and the coil arrangement as a function of system parameters such as the slab dimensions, speed, and direction of motion. We validate the results of the calculation by comparing them with experimental results.     

基于T型布局方式的异构矩形件下料算法

讨论异构矩形件下料问题,提出一种基于T型布局方式的优化下料算法。首先构造一种约束布局算法,生成矩形件在单张板材上的T型布局方式,然后采用列生成算法,依据当前矩形件剩余需求量,迭代调用上述约束布局算法,生成一个虚拟下料方案,按照不产生多余矩形件原则,选取虚拟下料方案中的部分布局方式加入到实际下料方案中,更新当前矩形件剩余需求量,重复上述步骤,直到矩形件剩余需求量为零。采用文献中基准例题将本文算法与3种文献中算法进行比较,数值实验结果表明,本文算法比3种文献中算法分别节省3.93%,1.27%和1.17%的板材。     

软接触结晶器结构对磁场分布影响的研究

试验研究了软接触电磁连铸结晶器内的磁场分布规律,考察了开缝数、切缝宽度以及感应线圈对结晶器的相对高度对磁场的影响。试验结果表明：增加开缝数不但提高了结晶器的透磁性,而且使磁场沿圆周方向的分布更加均匀,但降低了磁场沿轴向和径向分布的均匀性;开缝宽度对开缝处的轴向磁场影响较大,对其他位置处磁场的影响不明显;轴线上磁感应强度的最大值及其位置随感应线圈的上升而增大且位置上移。     

铝熔体中夹杂物的电磁分离

根据电磁分离铝熔体中的非金属夹杂物数值模拟结果,设计并制作了电磁感应线圈和分离器。感应线圈的设计参数为长度250mm,长度方向匝数为125匝,高度100mm;高度方向的匝数为2匝,宽度为100mm,宽度方向的匝数为2匝,两线圈距离为40mm。分离器内腔尺寸为80mm×20mm×80mm,分离通道尺寸为37.5m×20mm×80mm。研究了铝熔体温度、时间和线圈电流对分离铝熔体中非金属夹杂物的影响,结果表明,当铝熔体温度为740℃,分离时间为3min以上,线圈通入20A电流时,电磁分离夹杂物的效果较好。     

冷轧机组自动上卷功能的实现及改进

以某公司新建1 780 mm钛材冷轧生产线为例说明自动上卷功能的装备设置、控制思想和注意点,其采用了超声波测距传感器、绝对值编码器、位移传感器和光电开关来自动测量钢卷的直径和宽度,并完成自动宽度和自动高度对中,该系统提高了自动上卷的可靠性和作业率。