膜結(jié)構(gòu)膜片的排樣又稱(chēng)下料、套料,廣泛地存在各行各業(yè)中,排樣方案的好壞直接關(guān)系到膜結(jié)構(gòu)膜片所消耗的材料量,提高排樣中板材的利用率能夠有效地降低生產(chǎn)成本、給工廠帶來(lái)直接可觀的利潤(rùn)。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,研究者們對(duì)排樣問(wèn)題的優(yōu)化研究工作越來(lái)越多,針對(duì)各行各業(yè)中具體排樣問(wèn)題提出了許多優(yōu)化算法。本文主要是對(duì)膜結(jié)構(gòu)膜片的套料排樣優(yōu)化展開(kāi)研究。

首先將矢量格式描述的膜結(jié)構(gòu)膜片簡(jiǎn)化為多邊形,再進(jìn)行矩形包絡(luò)以及使用k-means法根據(jù)膜結(jié)構(gòu)膜片特征對(duì)圖形進(jìn)行聚類(lèi)分析,最后根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)膜片之間的組合矩形包絡(luò),并對(duì)膜結(jié)構(gòu)膜片的孔洞進(jìn)行填補(bǔ),以及考慮的邊緣加工對(duì)排樣的影響將膜結(jié)構(gòu)膜片幾何圖形進(jìn)行擴(kuò)展,做好排樣前的準(zhǔn)備工作。使用剩余矩形算法對(duì)包絡(luò)好的膜結(jié)構(gòu)膜片進(jìn)行排樣,并對(duì)算法提出改進(jìn):添加了膜結(jié)構(gòu)膜片在選擇剩余矩形時(shí)的評(píng)價(jià)原則。

介紹了一種可以基于提取多邊形線族并按角度計(jì)算空間點(diǎn)到線段的位移方法來(lái)實(shí)現(xiàn)平面多邊形的快速內(nèi)外靠接算法,并將其應(yīng)用到膜結(jié)構(gòu)膜片的組合包絡(luò)和排樣算法中。解決了基于固定排序和旋轉(zhuǎn)方式的膜結(jié)構(gòu)膜片排樣的局部尋優(yōu)問(wèn)題。最后,在結(jié)合靠接算法的剩余矩形排樣算法中加入遺傳算法,根據(jù)膜結(jié)構(gòu)膜片排樣的具體問(wèn)題進(jìn)行遺傳算法設(shè)計(jì),以計(jì)算出最優(yōu)的膜結(jié)構(gòu)膜片排入順序及旋轉(zhuǎn)方式。解決了在膜結(jié)構(gòu)膜片所有排序和旋轉(zhuǎn)方式中排樣的全局尋優(yōu)問(wèn)題。

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