复合条带三阶段排样方式的生成算法

提出复合条带三阶段排样方式用以解决无约束二维剪切排样问题。该排样方式用3个阶段将板材切割成毛坯,首先用水平刀具将板材切成复合条带,然后用竖直刀具将复合条带切成初始毛坯,最后用水平刀具将初始毛坯切成具有精确尺寸的毛坯。采用背包算法生成该种排样方式,该算法求解两个背包模型分别生成条带在板材中的布局和毛坯在复合条带中的布局。采用文献中基准测题,将文中排样方式与文献中5种重要的排样方式进行比较。实验结果表明,文中复合条带三阶段排样方式平均排样价值高于以上5种排样方式,且切割工艺比较简单。     

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。     

矩形毛坯五块切割排样方式的生成算法

材料利用率和切割工艺复杂度是金属板材切割排样中主要考虑的两个因素。本文提出基于简单块方式的矩形毛坯五块切割排样算法,用以解决金属板材切割排样问题。这种算法将板材分为5个块,各块中矩形毛坯按照简单块方式排列。首先确定所有可能尺寸的最优简单块方式;然后采用隐式枚举法考察所有可能的五块组合的排样价值,选择排样价值最大的一个组合作为最终的五块排样方式。采用文献中的基准测题对比验证了五块排样算法。结果表明,该算法在提高材料利用率和简化板材切割工艺两方面均有效,且算法计算时间较短。     

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。     

矩形件五级剪切排样方式的一种生成算法

针对钣金件二维切割排样问题,提出一种满足剪切要求的五级排样方式及其生成算法。这种排样方式将板材划分为5个级,每级中只排放同种矩形件。首先,确定所有可能尺寸的级中矩形件的最优布局方式和级的最大排样价值;然后,采用隐式枚举技术考察板材的所有可能的5级划分,选择排样价值最大的一个作为最终解。采用文献中的基准例题将本文算法与文献算法进行比较,数值实验结果表明本文算法具有如下优势:排样价值高于两段排样算法、四块排样算法、三阶段排样算法、匀质条带三块排样算法和复合条带三阶段排样算法;生成的排样方式切割工艺比较简单;算法计算时间较短,可以满足实际应用需要。     

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。     

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。     

带剪刃长度限制的圆形片有约束多段剪冲排样算法

讨论带剪刃长度限制的圆形片有约束剪冲排样问题,即采用先剪切后冲压的工艺将一张板材剪冲出若干种圆形片,对每种圆形片在板材上允许出现的次数有上界约束,且剪切机剪刃长度有限制,优化目标是使得板材剪冲出的圆形片总价值最大。提出一种多段排样方式的生成算法:第1阶段将板材剪切成多个段,其中每个段的长度不大于剪刃长度;第2阶段将段剪切成一组具有相同方向和长度的条料;第3阶段将条料冲压出圆形片。采用递归算法分别生成条料在段上的布局和段在板材上的布局。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比较,结果表明,本文算法排样价值高于3种文献算法。     

一种分阶段式匀质块最优矩形件排样方法

在生成排样图案时,应同时考虑材料利用率和切割过程的复杂性.提出了一种用于生成矩形件剪切割方式的分阶段式排样方案的算法.它仅允许一种尺寸的毛坯出现在匀质块中,从而简化了切割过程.该算法采用隐式枚举算法和动态规划来确定最佳优化排样方案,以使材料利用率达到最大.通过文献中的测题,将该算法与普通T形排样方式算法、普通两段排样方...     

基于两段方式的圆形片约束排样算法

讨论圆形片约束排样问题,提出一种两段排样方式生成算法。两段排样方式用一条分界线将板材划分为两个段,每个段由相同长度和方向的条料组成,每根条料排放同种圆形片。首先确定所有可能尺寸的条料中圆形片的排样方式;然后采用背包算法,生成所有可能尺寸的段中条料的排样方式;最后依据板材排样价值最大原则,确定段的分界线位置,得到整张板材上圆形片的两段排样方式。将本文算法和文献算法进行比较,数值实验结果表明,本文算法排样价值高于文献算法。     

多卷材二维下料问题的一种启发式算法

讨论多卷材二维剪切下料问题,即使用多种不同宽度的卷材剪切出若干种一定数量的矩形件,优化目标为材料利用率最高。提出一种顺序启发式下料算法,构造排样方式生成算法,首先根据卷材宽度方向切割废料最小原则,确定矩形件在卷材宽度方向上的排列方式;然后根据卷材长度方向切割废料最小原则,确定卷材的长度以及矩形件在卷材长度方向上的排列方式。按照当前矩形件需求量调用上述排样方式生成算法,生成一个排样方式满足部分矩形件需求量,重复该过程,直到所有矩形件需求量均得到满足为止。采用实际生产中的例题将本文下料算法和文献中排样系统进行比较,数值模拟结果表明:本文算法在优化结果和计算时间两方面均有效。     

匀质条带五块布局方式及其生成算法

针对矩形毛坯无约束二维布局问题,提出一种匀质条带五块布局方式。这种布局方式将板材划分为5个矩形块,每个块由包含同种毛坯的匀质条带组成。构造五块布局方式的生成算法:首先采用动态规划方法生成所有可能尺寸的块中匀质条带的最优布局;然后采用隐式枚举和分支定界技术考察板材所有可能的五块划分方式,按照板材布局价值最大原则确定板材的最优五块划分,得到最终的五块布局方式图。数值实验结果表明,这种算法能有效地提高板材布局价值。     

基于多边形重叠检测的冲裁件优化排样

由于制造业中部分零件的大批量生产,条料上采用冲裁件优化排样可以节省大量的原材料。提出了一种基于多边形重叠检测的冲裁件优化排样新算法。该算法包含重叠检测和零件进退两个部分,避免了复杂的数学运算和耗时的人工操作。通过算例结果可知,运用该算法可以显著节省原材料,并且两个相同冲裁件可以很快地进行靠接。     

新的嵌套排样算法

以多边形定点算法原理为基础，得出了新的嵌套求解算法成功解决了优化排样问题。并以C语言程序设计为基础，使算法在计算机上得以实现。     

水下自动套料切割定位系统

介绍了数控等离子切割机在完成钢板套料后,切割机z,y,z三轴驱动系统协调工作;割炬在水下工作时,等离子发生器起弧后,霍尔传感器采集到变化的弧压信号,将其反馈到自动高低调节器,完成割炬的定位和高低调节,使割炬在水下沿着套料轨迹对钢板进行自动切割。     

Optimal nesting of irregular convex blanks in strips via an exact algorithm

In manufacturing operations where identical blanks are cut from long strips of raw material, the orientation of the blank strongly affects material utilization. This paper describes a new algorithm for optimising the layout of an irregular convex polygonal blank in a strip. This algorithm orients a single blank such that the utilization of the strip material is maximized. It is efficient, running in O(n²) time, and exact, producing orientation solutions which globally maximize material utilization. The utility of such an algorithm is that it may be incorporated into a computer-aided engineering (CAE) system for automated design and optimisation of parts made from sheet materials. An example demonstrates significant material savings can be obtained through proper blank orientation on the strip.