多规格板材电机圆片下料算法研究

在电机制造过程中涉及将硅钢片切割成圆片用于加工成定子和转子,为了研究多规格板材情况下,考虑主动生成余料的电机圆片下料问题,提出多规格板材电机圆片下料算法进行研究分析。下料方案由切割工艺简单的直切排样方式组成,排样方案由旧余料和标准板材两个部分生成,并且在使用标准板材生成排样方式时,允许产生新余料供后续订单使用。采用动态规划技术生成直切排样方式,并运用顺序法优化下料方案,设定余料上限约束保持库存数量。对某电机厂实际生产的多个连续订单进行实验,结果表明:本文算法符合实际生产流程,在不增加切割工艺复杂度的同时可有效降低生产成本。     

冲裁参数计算、排样及板材下料的优化设计

本文介绍了利用微机对冲裁参数计算、排样和板材下料进行辅助设计的一种实用程序。对生产中常用的排样方法设计了各自统一的数学模型，编制了图形输入、参数计算、信息化处理、图形输出检验、排样优化、以及冲裁最优排样与板材最优下料图形的显示与打印程序。并列举了几个排样实例，使材料利用率明显提高，本程序采用ＢＡＳＩＣ语言编写，运行于ＰＣ系列微机上，通用性强，使用方便可靠，可以适用于各种冲压零件的排样。     

不规则凸域板材中单一尺寸矩形排样算法

目的研究在不规则凸域板材中进行单一尺寸矩形排样算法,解决在不规则凸域板材中排样单一尺寸矩形工程板数量最大化的问题.方法首先针对凸域板材中任意两点连线必在凸域板材内的特点,通过数学方程描述矩形工程板在凸域板材内和相互不重叠的约束条件,并以矩形工程板面积之和与凸域板材面积之比最大为目标函数,建立凸域板材中单一尺寸矩形排样算法的数学模型,然后利用启发式搜索算法,求解数学模型,最后得到最优的排样方案.结果矩形工程板面积之和与凸域板材面积之比可以达到83.3%~93.3%,有效地提高了不规则凸域板材的利用率.结论通过在多种不规则凸域板材中进行单一尺寸矩形排样实例可见,笔者建立的模型和求解方法可有效地求解不规则凸域板材中单一尺寸矩形的排样问题.     

两阶段启发式算法在矩形件排样中的应用

针对定制式木门家具生产过程中板材资源利用率低和常规启发式排样算法得到的排样结果切割工艺复杂的问题,采用启发式排样和优化排序相结合的方式,提出了两阶段排样方式和遗传算法相结合的组合式矩形板材排样算法。以两阶段排样方式为基础,通过对排样过程中物块摆放时会遇到的5种情况分别给出对应处理方案,提出了两阶段启发式排样算法,同时利用改进的遗传算法进行板材组号的排序优化。测试结果表明,该文算法取得了98.11%的最高资源利用率,算法输出排样方案的板材切割工艺得到了优化,提高了实际生产中板材切割的生产效率并降低了生产与时间成本。     

工艺约束策略下的二维不规则零件排样算法

针对已有排样算法在实际工业生产情况下缺乏对零件工艺约束等问题,提出一种基于工艺约束策略的二维不规则排样算法(PCTNA)。该算法结合临界多边形算法,通过对零件内含有的空洞进行填充,实现提高被加工板材材料的利用率;再通过引入等距偏移思想,解决实际生产时所需要的零件间的工艺间隙问题。通过对欧洲排样问题兴趣小组提供的测试算例进行实验测试,从12个测试算例的测试结果得到平均时间优化比率为10.33%,平均路径优化比率为11.06%,实验结果显示PCTNA可以降低排样的切割时间和减少路径,提高切割效率。     

二维不规则零件排样问题的粒子群算法求解

提出了一种基于粒子群算法求解二维不规则零件排样问题的方法．该方法首先将二维不规则零件的排样问题转化为矩形件的排样问题，然后利用粒子群算法优化求解，在求解过程中运用自适应调整策略对零件的排样位置进行微调．最后用该优化排样算法对文献中的两个算例求解，排样结果表明该算法是有效的．     

一种分层填补的矩形件几何排样算法

通过分析矩形件排样问题中图形间的几何关系,根据矩形件的尺寸提取其角点坐标,对待排样矩形件进行重组。按照板材的尺寸将重组后的矩形件进行分层排样,利用可变式排样基线定位排样空隙,选择尺寸适宜的矩形件进行空隙填补,提出了一种分层填补的矩形件几何排样算法。选用矩形件长边分别平行于x轴和y轴两种板材摆放方式,并设计多种分层排样规则,计算出多种排样结果,优选后输出最佳排样方式。通过算例分析,验证了该算法的有效性。试验结果表明,该算法操作简单、结果可视可选、稳定可靠、适应性广。     

矩形件和任意多边形排样问题的算法及应用

探讨了矩形件和任意形状图案的抽样优化问题的遗传算法求解，提出了剩余矩形表示法和条形图表示法。对于矩形排样，剩余矩形表示法提高了板材利用率，更容易得到较优解。对于任意形状图案排样，条形图表示法直接利用位图排样，不对图案作任何限制（允许有孔洞），排样速度很快。该算法已应用于智能印花分色系统中。     

维不规则零件排样问题的粒子群算法求解

提出了一种基于粒子群算法求解二维不规则零件排样问题的方法.该方法首先将二维不规则零件的排样问题转化为矩形件的排样问题,然后利用粒子群算法优化求解,在求解过程中运用自适应调整策略对零件的排样位置进行微调.最后用该优化排样算法对文献中的两个算例求解,排样结果表明该算法是有效的.     

二维不规则贯通排样的模拟退火算法

提出一种获得不规则零件的最佳包络矩形的方法,根据矩形件的启发式算法,设计模拟退火智能算法将最佳包络矩形排样.模拟退火算法是全局优化概率的搜索算法,可以在优化排样中将排样次序优化,再利用最低水平线算法将不规则多边形排样.结果显示:同一排样问题,初始温度、冷却参数以及终止温度有一组最佳组合值,使得问题解的质量较高.该算法在排样效果和时间效率上更为优秀.     

一种变压器硅钢片下料算法的设计与实现

硅钢片是变压器铁芯、电动机的主要原材料。提高硅钢片利用率、减少原材料成本是相关企业重点关注的问题。文章针对变压器厂铁芯车间下料提出一种基于余料控制的套裁下料算法,在考虑主动生成规范余料的基础上排入梯形毛坯,同时采用改进的顺序分组启发式算法(improved sequential grouping heuristic,ISGH)实现毛坯的横纵剪切,保证每次生成的排样方式满足规范余料价值和毛坯填充价值之和最大化,直到所有毛坯全部排完,从而得出最优排样方案。经验证,该算法运行时间合理,可以在一定程度上减少原材料成本、提高硅钢片的利用率。     

基于正交设计的局部结构镁合金板材零件热冲锻成形工艺优化

板材冲锻成形技术是一种板材零件的成形方法,在板材形状成形的同时对于局部特征结构进行体积成形。对于一些带有凸台、凸筋类局部结构的板材零件,其成形过程需要运用冲锻成形的方法来实现。铝合金、镁合金等轻合金比较适用于冲锻成形这种方法。该工艺具有生产效率高、材料利用率高、零件精度高等特点,现已广泛应用于小型板成形零件的生产当中,同时也是材料成形领域中的研究热点。针对带有局部特征结构的AZ31镁合金板材零件的热冲锻成形过程进行模拟,设计正交模拟方案,考察温度、凸模内孔圆角半径、摩擦因子、板材厚度和板材直径等参数对成形性能的影响。结果表明,一定的摩擦条件、良好的成形温度、合理的模具结构和板材厚度的选择,可以有效减小成形所需的最大载荷,并能够获得成形性能更好的工件。     

基于匀质块五块模式的矩形件非剪切排样算法

基于匀质块五块排样模式对一类矩形件非剪切排样问题进行了研究.基于动态规划和隐枚举的思想设计了无约束矩形件非剪切排样问题的匀质块五块排样算法.与文献中的矩形件非剪切排样算法的对比试验表明:这种算法能够快速给出问题的最优解，而且可以降低板材切割工艺难度并减少矩形件的分拣成本.与2种矩形件剪切排样算法的对比进一步表明了引入“非剪切”的经济效益.     

二维板材圆形件剪冲的四块排样算法

针对二维板材圆形件剪冲下料问题,提出一种基于四块排样方式的下料算法.这种排样方式将一张板材划分成四个块,在每块中排放具有相同长度和方向的条带;条带中排放若干行同种圆形件.构造排样算法生成单张板材上圆形件的四块排样方式,首先确定圆形件在条带中的布局;然后构造递归算法生成条带在块中的布局;最后采用隐式枚举算法确定板材的最优四块划分.采用列生成算法调用上述排样方法生成多个不同的排样方式,按照单纯型原理择优选择一组排样方式形成下料方案,并对小数解进行圆整操作.使用文献例题和实际生产实例将本文算法与文献算法进行对比,结果表明: 本文算法下料方案板材利用率比四种文献算法分别高0.49%, 0.32%, 6.04%和1.50%, 计算时间能满足实际应用需要.     

存在表面缺陷原材料的矩形件优化排样问题研究

针对存在表面缺陷原材料的矩形件优化排样问题是一个组合优化问题,提出了一种单亲遗传算法求解方法.研究了将矩形件在板材上的排样转换为遗传算法特定编码的方法,通过单亲遗传算法的遗传算子进行优化搜索,最终得到矩形件排样的最优次序和排放方式,用基于矩形件与板材内靠接临界多边形最低点的排样算法实现在表面存在缺陷原材料上的自动排样.排样实例表明,该优化排样算法行之有效,具有广泛的适应性.     

一种基于三段排样圆形毛坯下料算法

为研究板材上的圆形毛坯下料问题,将矩形板材分成两个不对称的直角梯形段和一个平行四边形段,在三个段中分别采用递推算法确定条带的最优组合,从而得到一种排样方式;并利用线性规划模型求解解决圆形毛坯下料的整个方案。实验结果表明:不对称的梯形分割比对称的梯形分割获得更高的材料利用率;采用递推算法比动态规划求解的背包问题算法确定的排样方式少。     

适合“一刀切”剪切方式的矩形件排样算法

本文以满足剪板机加工工艺要求,提高板材的利用率为出发点,研究了大量国内外有关矩形件排样的各种算法,总结了适合普通剪床"一刀切"剪切方式的丁字尺算法,模拟退火算法,分层排样算法,并给出了算法的实现过程,方法简单易懂易编程,适合大规模矩形件排样,能提高材料利用率和下料效率,期待这些排样算法能为进行矩形排样的学者和从事生产实践的技术人员提供参考价值。     

一种新型不规则三维排样构造算法

基于最小势能原理,提出了一种新型不规则三维排样构造算法(HAPE3D)：容器内部均匀分布多个离散排样点,零件依次平移至每个排样点,然后绕x、y、z轴旋转,最终找到使零件重心最低的最优排样姿态.文中还提出了一个多面体重叠检测算法,令HAPE3D摆脱了临界多面体束缚.算例表明,HAPE3D能够处理任意形状的多面体零件,并可以考虑零件旋转,同时具备孔洞填充功能.HAPE3D的速度也较快,使其与现代启发式算法混合成为可能.     

高复杂度轿车横梁多工位传递模排样设计

以轿车横梁为研究对象,分析了零件的基本成形工序,确定了排样方案,并运用UG三维建模软件设计了轿车横梁的12工序排样图。为推广应用,依次分析了各工序的关键工序排样工艺要点。实冲试验表明:所设计的12工序排样工艺方案,能够有效提高高复杂度车身钣金件多工位传递模制造水平,减小模具调试的成本投入,提高产品生产的效率,缩短模具的开发周期。对所设计的轿车横梁12工序排样图加以推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。     

基于最小势能原理的不规则零件排样算法

提出了一种基于最小势能原理的不规则零件排样算法(HAPE),揭示了排样问题的物理意义:零件总是试图通过平移和旋转运动尽量降低零件的重心高度,从而得到更加紧密的排列.为了寻找最优排样姿态使零件重心最低,需要在母材上均匀布置一些点,让零件在每个点间隔一定的角度进行旋转.算例表明,HAPE是可靠的,且物理意义明确,不需要计算...