分层实体制造技术中激光切割路径的优化

在分层实体制造中 ,激光切割路径和切割速度影响每层的切割加工时间 .在切割速度一定的情况下 ,激光切割路径的优化与否将直接影响每层的切割加工时间 .本文对激光切割路径进行优化的方法 ,可以减少一些不必要的移动路径和缩短空行程位移 ,从而达到提高加工效率的目的 .

切割路径优化问题的自适应大邻域搜索退火算法

针对定义为广义旅行商问题(GTSP)的激光切割工艺路径优化问题,提出了一种自适应大邻域搜索算法(ALNS)与改进模拟退火算法相结合的混合算法。该算法提出一种融合最近、最远和随机插入操作的统一插入操作和统一最坏删除操作,通过在算法中反复进行删除和插入操作来优化自适应大邻域搜索算法,再运用改进模拟退火算法接受最优解,求得满足工艺约束的最短切割路径。通过GTSP-Lib数据库中的算例和实际切割案例对算法进行验证。结果表明,提出的算法在准确性上与最优算法的误差只有0.31%,但计算速度提高了12%,证明了该算法在求解小规模切割路径问题上有很强的适用性。

基于零件形心的数控火焰切割路径的规划

研究了数控火焰切割中多边形零件切割路径规划、打孔点的位置选择、带有内轮廓的零件打孔点位置选择和内轮廓的切割路径规划等关键问题,提出了一种基于零件外轮廓多边形形心的规划算法。首先根据零件外轮廓多边形计算零件的形心,然后把各个零件的形心作为TSP问题中的城市,采用蚁群算法对零件的切割路径进行分析。在此基础上,应用改进的局部优化算法研究了多边形零件切割打孔点的位置和内外轮廓的切割路径规划。

矩形石板优化排样及切割路径规划研究

为了提高石材毛坯的利用率,实现桥式切机的自动化切割,需要解决矩形石板的单一排样以及对应的切割路径规划问题。基于动态规划算法,建立了矩形单一排样的数学模型,得到了矩形石板的最优排样方式。并利用对排样的过程进行记录分析寻找切割坐标,得到了对应的切割路径。通过对常见尺寸矩形石板和工程板的实验研究表明,该方法能有效的对矩形石板进行优化排样并能得到相应的切割路径方案,为实现桥式切机自动化切割奠定了理论基础。

基于退火+蚁群算法的数控皮革裁床切割路径优化研究

皮革裁床的工作精度、加工效率受样片切割路径的影响极为明显。针对数控皮革裁床在样片轮廓数控加工中的数学模型,以退火算法+蚁群算法的形式进行了优化,对数控皮革裁床改进蚁群算法的基本流程进行了分析,以Visual C++编写的皮革裁床虚拟上位机控制软件对退火融合蚁群数学算法数控皮革裁床切割路径进行模拟,结果表明该算法在全局搜索能力、工作效率方面具有较为显著的优势。

数控曲面切割路径生成算法研究

本文针对Loop曲面的切割问题,提出了一种基于分层细节的曲面切割路径生成算法。该算法对复杂曲面的切割过程分两步,第一步生成一个粗筛网覆盖复杂曲面,对复杂曲面进行粗切割。第二步在粗切割的基础上,设计了精细切割算法,采用球头铣刀完成精细切割过程。在两步切割路径生成过程中,使用Z-map模型避免了切割过程中干扰和误差修正的影响。最后对设计的数控切割路径算法进行了实验测试,测试结果表面本文设计的两步切割路径生成算法能够适应大部分复杂曲面的自由切割要求。

工艺约束下的激光切割路径优化算法设计

钣金件切割路径优化问题类似于TSP问题,但是路径优化中的零件却不能像TSP问题中的城市一样可以作为点来处理。首先对拍样图中的零件大小进行分类,以遗传算法为基础对排样图中的较大零件生成切割顺序,然后应用改进的最近插入法将未进入排序的较小零件进行插入,最后应用打孔点选择方法动态地选择符合工艺的切割起始点。本方法很好的满足了生产工艺对顺着切、避免频繁抬刀和割嘴碰撞等问题,同时也获得了较短的切割路径,提高了切割效率和质量。

基于机器视觉的快速切割路径生成系统

针对当前电路板切割路径生成方法效率低、自动化程度低等特点,设计一种基于机器视觉的快速切割路径生成系统。利用图像采集装置获取加工视场,通过图像编辑器对加工视场进行编辑,系统自动生成加工程序,加工参数可复用,加工路径可动态模拟。测试结果表明,该系统操作简单、快捷、自动化程度高。

基于DXF文件的平面切割路径优化

平面切割中的文件往往是经由排样软件处理后的DXF文件,如果根据DXF文件中图元顺序初步生成的加工轨迹作为切割加工的顺序,那么将导致空行程增多,生产效率降低,并且加大设备损耗。提出一种基于动态旅行商问题(DTSP)模型的贪婪算法对切割路径进行优化,并通过运算实例说明了本算法的有效性。

分步求解切割路径的优化算法研究

为实现切割路径优化,提升加工效率,提出了分步求解切割路径的思想。第一步:引用坐标中心点概念,确定所有图案切割点,实现切割路径优化问题向旅行商问题的转化。第二步:设计遗传算子,在MATLAB下实现遗传算法对旅行商问题的仿真求解。与采用最邻近算法确定切割点方法的结果对比,前者最优路径(8 845.2 mm)为后者最优路径(9 652.0 mm)的91.6%,证明了提出算法的可行性。

基于ObjectARX及改进贪心遗传算法的切割路径优化

为了缩短割炬加工零件时间,利用图论中旅行商问题模型提出了一种改进的贪心遗传算法,并将其利用Object Arx在Auto CAD平台上实现。该算法从加工轮廓中提取特征点作为旅行商问题的城市,采用贪心交叉方式作为交叉准则、二点异位方式作为变异准则、颠倒变异与交叉的顺序,并利用轮盘赌选择父辈。该算法利用轮盘赌原理优化了第一座城市的选择,经实例仿真验证具有很好的效果,可以显著减少空行程,达到节约时间及成本的目的。

三元煤业某矿大断面巷道掘进中切割路径的优化设计

以三元煤业某矿大断面巷道围岩掘进过程为例,对三元煤业某矿13号煤层的具体情况进行了介绍,阐述了实践应用中常见的三种掘进机截割头切割路径,分别为"蛇形"切割路径、"回形"切割路径和"螺旋形"切割路径。基于Midas GTS NX有限元软件建立了大断面巷道围岩掘进过程模型,根据模拟分析结果并结合实际情况,最终建议选用"蛇形"方案作为三元煤业某矿大断面巷道掘进中的切割路径。

FastCAM~系列软件中切割路径优化及NC码校验功能(3)

在前两次的介绍中,我们简述了FastCAM^（R）系列软件的核心部分FastCAM^（R）绘图软件和FastNEST^（R）交互套料软件。虽然FastCAM^（R）和FastNEST^（R）的功能很强大,但做为一个完整的切割套料软件仅有这两个功能是不够的。

工业机器人切割路径的视觉识别策略研究

工业机器人的加入使工业生产加速进入量产时代,全自动化生产已经渐渐步入正轨。工业机器人的操作已经能够实现自动化程序化,但是工业机器人现状存在严重问题,不能脱离人力的调整视觉来控制操作区域。这个问题严重制约了工业机器人的泛化操作能力,所以技术人员在积极对机器人加入视觉识别功能,以实现机器人进行自主切割路径规划。在机器人拥有视觉识别和逻辑判定功能完善后,工业机器人的自动化进程将有极大进展。

基于混合包络矩形的复杂轮廓激光切割路径规划

复杂轮廓的钣金激光切割路径规划是集成化激光切割系统中的关键问题之一,在依次优先满足嵌套图形先内后外的顺序切割、空走行程不经过已切割区域、尽可能不跨区域切割的工艺要求下,建立以路径规划时间和空走行程最短为目标的优化模型。在规划算法设计和实现上,首先对复杂轮廓进行预处理,计算每个轮廓的最小外接包络矩形;然后,利用遗传算法、复杂轮廓原边界角点与包络矩形边界角点的位置关系,进行激光切割路径的初步和精细规划;最后,通过该算法实现对钣金切割案例的精细路径规划,规划结果表明,该算法具有规划速度快、规划路径短和算法稳定性高的特点。

基于机器视觉的变焦激光切割路径优化研究

针对目前变焦激光切割路径优化方法存在优化时间长、空程行程大以及优化性能低的问题,对基于机器视觉的变焦激光切割路径优化进行了研究。该方法依据机器视觉原理获取激光切割路径相关参数;通过计算机技术对相关路径进行了遍历处理,根据路径约束条件与目标优化函数,建立路径优化模型。进而基于改进后的蚁群算法完成模型的求解,获取最佳的变焦激光切割路径,实现路径的优化。试验结果表明,运用该方法进行变焦激光切割路径优化时,优化准确率高于95%,优化时间随着试验次数的增加也保持在3.5 s左右。因此,该方法优化时长低、空程行程小以及优化性能高。

激光切割路径的自适应飞行半径果蝇算法优化

为提高激光切割路径优化效果,同时针对果蝇算法(FOA)中果蝇个体的飞行半径的设置主要依靠经验的缺陷,提出了基于自适应飞行半径果蝇算法(AFRFOA)的激光切割路径优化方法。相比于FOA,AFRFOA中的果蝇个体的飞行半径会随着迭代次数的增加而自适应的变化,克服了固定半径的缺陷,能够实现全局搜索和局部搜索的平衡。钣金激光切割路径优化实例表明,AFRFOA获得的切割路径中,空行程更短,切割耗时更少。

支持路径切割和资源共享的可生存性虚拟网络映射算法

随着设备间通信数量的增多,网络的稳定性和资源的利用率成为评价网络性能的两个重要指标.现有的可生存性算法使用备用资源来提高网络的稳定性,但资源浪费问题严重.本文提出了一种支持路径切割和资源共享的可生存性算法(GSBKE-Pc-Yshare),此算法支持虚拟请求的不同链路共享同一条物理链路来减少备用资源的使用量.由于现实中物理资源有限,任意两个物理节点之间很难找到一条资源数量能完全满足虚拟网络请求,同时与主用流不交叉的备用路径,因此网络接受率较低.本文中提出的GSBKE-Pc-Yshare算法支持路径切割,允许两条物理路径同时为虚拟链路提供备用资源,即通过降低对备用路径资源数量的限制来提高网络的接受率.此外,本文用群搜索优化算法(Group Search Optimizer,GSO)来优化目标函数以获得较好的映射方案.仿真实验表明,与现有的可生存性算法相比,GSBKE-Pc-Yshare算法的接受率提高30%,网络平均收益提高50%,网络成本降低超过30%.

DXF在排样切割中的应用

通过分析AutoCAD图形的DXF(Drawing Interchange File)文件,提取坐标信息,并将几何实体进行分类整合,实现一个Java程序接口对不同版本的DXF文件的解析。介绍了最小矩形包络方法的实现过程和切割路径的生成过程,同时生成排样结果的NC代码。实例验证了上述方法的可行性和有效性,提高了工业原料的利用率和企业的生产效率,对DXF在排样切割的应用起到了重要的启迪作用,对中小型五金企业具有一定的实用价值。

包含多重嵌套封闭环的平面切割建模与优化

为解决在平面图形切割领域中采用不同的切割顺序以及切割起止点导致切割路径空行程相差甚远的问题,提出一种包含多重嵌套封闭环的平面切割路径优化算法.首先提出一种多重嵌套封闭环识别子算法,并以四向链表节点为基础构建包含多重嵌套封闭环的平面切割路径模型;然后考虑各封闭环的几何特征以及彼此之间的关系,将切割路径优化问题转化为多个关联的动态旅行商问题组合;最后通过逐层多次调用禁忌贪婪算法对切割路径进行优化求解,在优化中同时考虑封闭环之间的切割顺序及各封闭环切割起止点的选择.仿真实验结果表明,该算法对包含多重嵌套封闭环的平面切割路径建模和优化是可行和有效的.