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基于遗传算法的优化排样系统研究

矩形件排样是不规则零件排样的基础,国内外学者在这方面进行了很多探索,提出了多种算法。本文在认真研究了这些算法的基础上,通过比较分析,提出了新的算法,以适应对不规则冲裁件的排样优化。该算法分为两本部分:首先在AutoCAD环境下对不规则图形进行求取最小包围矩形的计算,该算法同时考虑了相同图形的情况和空余块的填塞;然后针对求出的最小包围矩形利用遗传算法进行排样。在设计适应度函数时,充分考虑了排样图高度和排样图形状对排样结果的影响,使得排样结果更为优化。在开发过程中,考虑了实际排样所面临的问题,提出了用适应度函数经验值来估计初始可排矩形件数目的方法;在记录数据时采用数据比较记录的方法,将超边界的部分剔除。自动排样完成了主要的排样工作,但一个完善的排样系统必须可以进行人机交互寻优处理。由于自动排样系统事先只能初步估计待排矩形件的数目,所以自动排样系统产生的排样图可能会因排入的零件太多而使得个别零件超出板材,或因排入的零件太少而使板材无法  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

二维不规则零件优化排样系统的研究与开发

计算机辅助优化排样问题就是将一系列形状各异的零件排放在给定的材料上,找出零件的最优布局,使得给定材料的利用率最高,以达到节约材料、提高效益的目的。从数学计算复杂性理论看,二维不规则样件的排样问题在理论上属于NP完全问题,因为存在实际形状的复杂性和计算上的复杂性,求解十分困难。传统的排样工作都是人工依靠经验进行的,时间长并且效果不理想。由于生产实际的需要,人们迫切需要利用现代科技来解决这一问题。目前研究较多的是规则零件(如矩形)的排样问题,对不规则件的研究较少。本文在分析国内外排样问题研究现状以及遗传算法局限性的基础上,针对传统遗传算法在求解排样问题时存在的不足,提出了基于最优保持的单亲遗传算法,用于求解二维不规则零件优化排样问题。单亲遗传算法取消了传统遗传算法的交叉算子,采取单亲繁殖方式。跟传统遗传算法相比,单亲遗传算法遗传操作简单,容易在遗传操作过程中处理约束条件,不要求初始群体具有多样性,不存在早熟收敛问题,计算效率高。通过...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究

钣金零件是飞机的主要组成部分,在飞机制造过程中,钣金零件的生产消耗大量的金属板材,叠板套裁下料是针对飞机钣金零件制造的一种工艺,所以选择好的下料排样方法对提高板材的利用率至关重要。排样系统利用计算机辅助优化排样技术,将一系列形状各异的钣金零件排放在给定的原材料板上,找出零件的最优排布,尽量提高原材料的利用率。由于本系统是面向数控机床的下料,所以将优化下料技术同数控技术相结合,开发面向数控下料加工的优化下料系统,在提高材料利用率的同时还能提高数控下料的加工效率。传统钣金零件排样工作都是人工依靠经验进行排样,下料时间长且经济效益不理想。本文研究的飞机钣金零件叠板套裁自动排样系统以混合遗传算法为基础,借助AutoCAD的二次开发工具ObjectARX,开发了用于解决钣金零件数控排样问题的下料系统。主要的研究工作如下:(1)分析了二维零件排样的数学模型并比较了各种常用算法的特点,最终选择了遗传算法和模拟退火算法相结合的混合算法作为本系统...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
哈尔滨理工大学

汽车覆盖件智能排样系统的研究

排样是冲压生产中的一个重要环节,不同的排样方案对冲压加工的材料利用率有重要影响,在冲压生产中,材料费约占整个冲压成本的60%左右,因此提高材料利用率是降低冲压零件成本的重要途径,而材料利用率的高低主要取决于冲压零件的排样。随着计算机技术的不断发展,国内外的一些学者对冲裁件排样问题进行了研究,并在研究排样算法的同时也开发了相应的排样软件。在算法方面,基于人工智能技术的很少。尽管模拟退火算法(SA)、遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)在许多领域已经成功的应用于各种优化问题,解决了诸多问题,但是还没有任何一个建立在SA、GA或机器学习理论上比较成熟的优化排样系统。本文提出了用连续型Hopfield人工神经元网络(CHNN)与遗传算法相结合的算法进行排样计算。针对采用包络矩形法和图形组合处理后的异形零件进行建模,讨论了CHNN人工神经网络的模型以及到排样问题的映射,并用遗传算法训练CHNN神经网络的权值;以Auto...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学
中国矿业大学

二维不规则图形优化排样系统关键技术研究

图形排样技术以应用范围广、种类多等显著特点,使得我国工业对优化排样方案的需求增加。为缩短零件排样所需周期、降低制造成本及提高材料利用率,并且使图形排样方案能够快速响应市场需求,本文对排样算法、图形排样的关键技术、数据库开发及三维软件二次开发等相关内容进行了较深入研究,在此基础上,针对研究对象的具体特点开发了基于Solidworks的二维不规则图形优化排样系统。本文研究内容是对二维不规则图形的优化排样问题进行研究,主要是针对三维钣金件展开图的优化布局。图形排样系统包含基于三维钣金件展开图的参数化设计及图形排样设计两部分。其中,基于三维钣金件的展开图设计主要是通过解析法在Solidworks中实现钣金件的展开绘制。本文在此参数化设计的基础上,针对钣金件展开图的特点及排样工艺,设计出了适合本文排样子图的位置变换方案,并分析了二维不规则图形排样系统的主要设计要求,确定了主要功能模块,规划系统工作流程,并根据系统需求及研究条件,确定了系统...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

二维排样系统的图形匹配、入排控制与碰靠算法研究

排样优化问题普遍存在于钣金、钢结构、船舶、服装、皮革和纸制品、玻璃等行业生产过程中,是制造业自动化中从设计到板料切割中的一个关键环节。实现排样自动化,将有利于节省提高劳动效率和资源利用率,保证制造业自动化的良好实现。排样问题总目标是在给定的几何图形上不重叠地放置更多的满足要求的几何图形(一维、二维),使材料利用率最大。具体到不同的行业以及切割、排样环境,表现为不同的约束形式。这是一类NP-hard问题。特别的,大规模规则件排样和不规则件排样问题随着问题规模的增大,计算复杂度更是飞速增长。如何缩短排样时间同时提高板料利用率,是该问题研究的难点,也是本文讨论的重点。本文的主要工作和研究成果有:(1) 将聚类思想引入排样问题,提取排样图形匹配的有效数据特征,并对该数据特征进行分析,设计了适合于排样图形匹配的聚类算法和分类器算法。(2) 为了保证排样图形聚类匹配中的数据特征的有效提取,给出了基于位图的实用外包圆、外包矩形集及近似长短轴的...  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>