不规则件智能排样与数控切割系统的研究与实现
发布时间：2021-02-11 08:51
工业4.0背景下,现代制造生产模式已向智能制造转变。目前对于排样问题中的研究大多集中于规则图形的排样,且对于从排样优化到数控切割加工的集成化系统研发较少。如何适应当前市场应用需求,解决数控加工过程中普遍存在的材料利用率低、效率低下等问题,已经成为众多学者的研究重点。本文通过研究二维不规则零件排样问题的求解方法,结合C#Winform开发技术,设计并开发了一种不规则件智能排样与数控切割系统,主要研究内容如下:首先,对系统进行了总体设计。在系统需求分析的基础上,详细梳理了系统的整体业务流程。根据系统的功能结构将系统分为不规则件智能排样子系统和数控加工状态显示和控制子系统,并对不规则件智能排样子系统的排样流程进行设计。其次,通过分析二维不规则排样问题的求解重点,从零件的定位策略和排放顺序优化两个方面进行排样问题的求解;对常用排样定位策略及其优缺点进行简单讨论和比较,给出了基于临界多边形的BL定位策略的求解步骤;介绍用于排放顺序优化求解的智能优化方法,将基于临界多边形的BL定位策略和遗传算法相结合应用到二维不规则排样问题中,讨论该求解算法的实现过程。然后,对数控加工状态显示和控制子系统进行了界...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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碩士学位论文??ＭＡＳＴＩ：Ｒ＇Ｓｒｍ：ＳＩＳ??件或文件可以对其形状进行预览。??（２）算法设置。在排样计算前，用户可以根据需要自行设置算法参数，设置完毕后??即可点击“开始排样”按钮开始排样过程。??（３）排样预览。排样结果显示功能提供排样效果的实时预览，并且在排样计算时，??可以随时暂停排样过程；得到排样结果后，可以将其导出。??用户使用本系统进行排样的具体流程设计如图２－３所示。??????用户输入排样零??件、板材，设置算《￣￣??法参数???ｉ???二维不规则零件排Ｉ??样算法计算?????否???ｊｒ???预览排样结果｜??是??★??输出排样结果??Ｔ??（结束）??图２－３不规则件智能排样子系统业务流程设计??２．４系统开发相关技术??本文系统的总体设计思路是以开放式的思想开发一个智能排样和数控切割系??统，实现从二维不规则零件的优化排样到数控加工过程的查看和控制等一整套业务??功能。为了使用户操作起来更为方便，要求系统拥有良好的图形化交互界面。在开??发技术与平台的选择以及系统功能的设计过程中，本文基于开放式的体系结构，分??１１??
＝?２，３，—，《）旋转对应的角度０，（／＝?２，３，…后放在板材的右上??角，在排入过程中，按照最左最下原则，ｆ先尽可能向板材的左方向移动，直到接??触零件或者板材的边界，然后向板材的下方移动，当不能向下面移动时，判断能否??可以继续向左方移动，当零件＾向左或向下方向都不能移动时，则将零件＾摆放于??该位置，计算并返回己消耗板材的高度值。??Ｓｔｅｐ３．重复执行ＳｔｅＰ２，当每个零件均被摆放于对应的位置后，返回所有零件消??耗板材高度的最大值。??使用ＢＬ算法排放零件的排样过程如图３－１所示。??ｒｚＭ??图３－１?ＢＬ算法排样过程??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于交叉与变异组合的TSP问题研究[J]. 刘志勇,周杰,张琳,张家鑫,张倩,莎仁. 计算机与现代化. 2018(03)
[2]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
[3]智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J]. 赵升吨,贾先. 机械科学与技术. 2017(01)
[4]关于软件需求分析的研究[J]. 王雅丹. 电子技术与软件工程. 2016(12)
[5]基于实数编码量子进化算法的不规则多边形排样[J]. 杨卫波,王铮,王万良,张景玲. 计算机集成制造系统. 2016(05)
[6]激光切割技术的研究进展[J]. 郭华锋,李菊丽,孙涛. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于串口服务器的数控机床通讯的探索与研究[J]. 伍文进. 制造技术与机床. 2015(05)
[8]钢材切割的最佳选材与优化排样的研究[J]. 韩丹,周茂军,马沁怡,孙传佳. 现代机械. 2015(01)
[9]对当今背景下Microsoft旗下C#的研究[J]. 张哲,张国瑞. 信息系统工程. 2014(07)
[10]矩形件优化排样的自适应遗传模拟退火算法[J]. 董德威,颜云辉,张尧,李骏. 中国机械工程. 2013(18)
博士论文
[1]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[2]基于临界多边形的二维排样算法研究[D]. 刘胡瑶.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于临界多边形的二维不规则排样问题的研究[D]. 李科林.华中师范大学 2019
[2]FTP客户端及服务器系统的设计与实现[D]. 顾彤辰.南京邮电大学 2016
[3]钣金刻铣与激光切割复合加工CAD/CAM系统研究[D]. 刘晓琳.广西大学 2013
[4]带工艺约束的矩形优化排样研究与应用[D]. 邓应波.华中科技大学 2013
[5]实数编码下遗传算法的改进及其应用[D]. 管小艳.重庆大学 2012
[6]玻璃切割优化排样系统设计与实现[D]. 吕浈.武汉理工大学 2012
[7]数控切割下料与排程优化技术及应用研究[D]. 陈奇.华中科技大学 2012
[8]基于PC的数控转塔冲床CAM/CNC一体化系统研究开发[D]. 张小文.南京航空航天大学 2007
本文编号：3028854
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１系统总体业务流程??８??
碩士学位论文??ＭＡＳＴＩ：Ｒ＇Ｓｒｍ：ＳＩＳ??件或文件可以对其形状进行预览。??（２）算法设置。在排样计算前，用户可以根据需要自行设置算法参数，设置完毕后??即可点击“开始排样”按钮开始排样过程。??（３）排样预览。排样结果显示功能提供排样效果的实时预览，并且在排样计算时，??可以随时暂停排样过程；得到排样结果后，可以将其导出。??用户使用本系统进行排样的具体流程设计如图２－３所示。??????用户输入排样零??件、板材，设置算《￣￣??法参数???ｉ???二维不规则零件排Ｉ??样算法计算?????否???ｊｒ???预览排样结果｜??是??★??输出排样结果??Ｔ??（结束）??图２－３不规则件智能排样子系统业务流程设计??２．４系统开发相关技术??本文系统的总体设计思路是以开放式的思想开发一个智能排样和数控切割系??统，实现从二维不规则零件的优化排样到数控加工过程的查看和控制等一整套业务??功能。为了使用户操作起来更为方便，要求系统拥有良好的图形化交互界面。在开??发技术与平台的选择以及系统功能的设计过程中，本文基于开放式的体系结构，分??１１??
＝?２，３，—，《）旋转对应的角度０，（／＝?２，３，…后放在板材的右上??角，在排入过程中，按照最左最下原则，ｆ先尽可能向板材的左方向移动，直到接??触零件或者板材的边界，然后向板材的下方移动，当不能向下面移动时，判断能否??可以继续向左方移动，当零件＾向左或向下方向都不能移动时，则将零件＾摆放于??该位置，计算并返回己消耗板材的高度值。??Ｓｔｅｐ３．重复执行ＳｔｅＰ２，当每个零件均被摆放于对应的位置后，返回所有零件消??耗板材高度的最大值。??使用ＢＬ算法排放零件的排样过程如图３－１所示。??ｒｚＭ??图３－１?ＢＬ算法排样过程??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于交叉与变异组合的TSP问题研究[J]. 刘志勇,周杰,张琳,张家鑫,张倩,莎仁. 计算机与现代化. 2018(03)
[2]基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题[J]. 王雷,蔡劲草,石鑫. 南京理工大学学报. 2017(04)
[3]智能制造及其核心信息设备的研究进展及趋势[J]. 赵升吨,贾先. 机械科学与技术. 2017(01)
[4]关于软件需求分析的研究[J]. 王雅丹. 电子技术与软件工程. 2016(12)
[5]基于实数编码量子进化算法的不规则多边形排样[J]. 杨卫波,王铮,王万良,张景玲. 计算机集成制造系统. 2016(05)
[6]激光切割技术的研究进展[J]. 郭华锋,李菊丽,孙涛. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于串口服务器的数控机床通讯的探索与研究[J]. 伍文进. 制造技术与机床. 2015(05)
[8]钢材切割的最佳选材与优化排样的研究[J]. 韩丹,周茂军,马沁怡,孙传佳. 现代机械. 2015(01)
[9]对当今背景下Microsoft旗下C#的研究[J]. 张哲,张国瑞. 信息系统工程. 2014(07)
[10]矩形件优化排样的自适应遗传模拟退火算法[J]. 董德威,颜云辉,张尧,李骏. 中国机械工程. 2013(18)
博士论文
[1]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[2]基于临界多边形的二维排样算法研究[D]. 刘胡瑶.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]基于临界多边形的二维不规则排样问题的研究[D]. 李科林.华中师范大学 2019
[2]FTP客户端及服务器系统的设计与实现[D]. 顾彤辰.南京邮电大学 2016
[3]钣金刻铣与激光切割复合加工CAD/CAM系统研究[D]. 刘晓琳.广西大学 2013
[4]带工艺约束的矩形优化排样研究与应用[D]. 邓应波.华中科技大学 2013
[5]实数编码下遗传算法的改进及其应用[D]. 管小艳.重庆大学 2012
[6]玻璃切割优化排样系统设计与实现[D]. 吕浈.武汉理工大学 2012
[7]数控切割下料与排程优化技术及应用研究[D]. 陈奇.华中科技大学 2012
[8]基于PC的数控转塔冲床CAM/CNC一体化系统研究开发[D]. 张小文.南京航空航天大学 2007
本文编号：3028854
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