膜結構膜片的排樣又稱下料、套料,廣泛地存在各行各業中,排樣方案的好壞直接關系到膜結構膜片所消耗的材料量,提高排樣中板材的利用率能夠有效地降低生產成本、給工廠帶來直接可觀的利潤。隨著工業自動化的發展和計算機技術的進步,研究者們對排樣問題的優化研究工作越來越多,針對各行各業中具體排樣問題提出了許多優化算法。本文主要是對膜結構膜片的套料排樣優化展開研究。

首先將矢量格式描述的膜結構膜片簡化為多邊形,再進行矩形包絡以及使用k-means法根據膜結構膜片特征對圖形進行聚類分析,最后根據聚類結果進行膜結構膜片之間的組合矩形包絡,并對膜結構膜片的孔洞進行填補,以及考慮的邊緣加工對排樣的影響將膜結構膜片幾何圖形進行擴展,做好排樣前的準備工作。使用剩余矩形算法對包絡好的膜結構膜片進行排樣,并對算法提出改進:添加了膜結構膜片在選擇剩余矩形時的評價原則。

介紹了一種可以基于提取多邊形線族并按角度計算空間點到線段的位移方法來實現平面多邊形的快速內外靠接算法,并將其應用到膜結構膜片的組合包絡和排樣算法中。解決了基于固定排序和旋轉方式的膜結構膜片排樣的局部尋優問題。最后,在結合靠接算法的剩余矩形排樣算法中加入遺傳算法,根據膜結構膜片排樣的具體問題進行遺傳算法設計,以計算出最優的膜結構膜片排入順序及旋轉方式。解決了在膜結構膜片所有排序和旋轉方式中排樣的全局尋優問題。

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