基于遗传算法的钣金排样系统研究

【摘要】钣金件是机械生产制造当中十分常用的机械构件,存在于多种机械行业当中,应用广泛。一个好的钣金件排样方案能够提高板材的利用效率,减少材料浪费,从而降低生产成本,提高收益。传统排样方案的确定是有经验的排样师通过自己的经验进行零件的排样,这种方法费时费力,并且效率较低。随着CAD技术和智能优化算法的发展,近些年很多学者对排样优化进行研究,利用优化方法提高板材的利用率。论文中的排样优化是基于遗传算法求解的,确定了适用于排样优化的编码方式,在基本遗传算法的基础上加以改进,编写了选择算子,交叉算子,变异算子,将遗传算法应用到排样优化当中,取得了不错的排样优化结果。论文主要对矩形钣金件和多边形钣金件的排样进行了优化,在矩形钣金件的排样优化当中介绍了多种启发式的排样方法,最终确定了使用剩余矩形排样法。对剩余矩形排样法进行了优化,结果证明优化后的排样方法更有效,最后结合遗传算法求得最优排样方案。在多边形钣金件的排样优化中,使用的排样优化方法是临界多边形(NFP)法,这种方法把一个多边形相对于另一个多边形的靠接位置全部表示出来,给出了一个能够符合靠接不重叠的确切边界。最后结合遗传算法求得最优排样方案。最后通过VS2010与MATLAB的混合编程,完成了钣金排样系统的设计,利用MATCOM法,将MATLAB环境下编写好的排样优化程序编译成C++文件,供VS2010使用,最终完成排样系统。
【作者】刘璐；
【导师】孙波；
【作者基本信息】西安工业大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】钣金件；排样优化；遗传算法；剩余矩形；临界多边形；

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