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计算机辅助排样是根据一定的优化原则,利用计算机图形学和相关的计算机技术,将传统的排样作业计算机化,把排样工人丰富的经验和计算机具有的快捷、方便、灵活等特点结合起来,从而快速获得较高的材料利用率的一种排样方法。
五金专业镇中小型零件加工企业为了节省成本,通常购买大型企业加工后的余料作为自己的原材料。一方面因为小五金零件尺寸较小,余料可以满足加工要求;另一方面余料价格只有整材的三分之一左右。但由于材料成本往往占到小五金产品总成本的60-80%,进一步优化材料的利用率对中小企业而言意义重大。
本文对基于余料的五金零件排样系统进行了研究。对于基于余料的排样系统来说,板材并非是完好的,而且同时限定板材的长度和宽度,对可排的区域有严格的限制。可以这样解释基于余料的排样,即在固定长宽的矩形余料上,摆放尽可能多的零件,使余料的利用率尽可能的大。
本文在现有二维排样的基础上,提出了“余料分区半自动优化排样方法”。该方法首先找出待排样零件的包络矩形,以该包络矩形作为排样的对象,把复杂形状的排样问题转化为了矩形件排样。然后对余料已加工位置计算包络矩形,基于“分块结构模式”和“排样区域连续”原则,将余料分割为几个单独的矩形区域。接下来,在各个矩形分区内,根据“BL策略”和“剩余平面集中策略”,自动实现矩形件的排样。最后进行交互式操作,添加零件,调整零件位置,得到合理的排样结果。
系统设计了与AutoCAD之间的接口,用来输入和输出DXF格式文件。在导入余料和零件的DXF文件基础上,进行基于包络矩形的半自动优化排样;然后,利用交互式排样工具作交互式修改,得到相对合理的排样结果;显示最后排样结果,输出排样DXF文件。
系统的实施可为企业降低成本,提高材料利用率,对中小型五金零件加工企业具有较好的实用价值。