膜結(jié)構(gòu)膜片的排樣又稱下料、套料,廣泛地存在各行各業(yè)中,排樣方案的好壞直接關(guān)系到膜結(jié)構(gòu)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(chǎn)成本、給工廠帶來直接可觀的利潤。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展和計算機技術(shù)的進步,研究者們對排樣問題的優(yōu)化研究工作越來越多,針對各行各業(yè)中具體排樣問題提出了許多優(yōu)化算法。本文主要是對膜結(jié)構(gòu)膜片的套料排樣優(yōu)化展開研究。

首先將矢量格式描述的膜結(jié)構(gòu)膜片簡化為多邊形,再進行矩形包絡(luò)以及使用k-means法根據(jù)膜結(jié)構(gòu)膜片特征對圖形進行聚類分析,最后根據(jù)聚類結(jié)果進行膜結(jié)構(gòu)膜片之間的組合矩形包絡(luò),并對膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(luò)好的膜結(jié)構(gòu)膜片進行排樣,并對算法提出改進:添加了膜結(jié)構(gòu)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(xiàn)平面多邊形的快速內(nèi)外靠接算法,并將其應(yīng)用到膜結(jié)構(gòu)膜片的組合包絡(luò)和排樣算法中。解決了基于固定排序和旋轉(zhuǎn)方式的膜結(jié)構(gòu)膜片排樣的局部尋優(yōu)問題。最后,在結(jié)合靠接算法的剩余矩形排樣算法中加入遺傳算法,根據(jù)膜結(jié)構(gòu)膜片排樣的具體問題進行遺傳算法設(shè)計,以計算出最優(yōu)的膜結(jié)構(gòu)膜片排入順序及旋轉(zhuǎn)方式。解決了在膜結(jié)構(gòu)膜片所有排序和旋轉(zhuǎn)方式中排樣的全局尋優(yōu)問題。