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钣金激光切割工艺优化方法及应用研究

作　者: 吕亚军
导　师: 饶运清
学　校: 华中科技大学
专　业: 工业工程
关键词: 下料优化临界多边形共边切割激光切割
分类号: TG485
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 160次
引　用: 1次
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内容摘要

钣金下料优化问题在制造业的应用范围非常广泛如工程机械、船舶等行业,提高板材利用率必然降低企业生产成本并带来显著经济效益。激光切割因精度高且价格逐渐降低受到了企业的青睐,因此研究钣金激光切割工艺优化技术显得愈发重要。本论文以钣金激光切割工艺优化问题为研究对象,重点从钣金优化排样技术和激光切割工艺优化方法两个方面进行了深入研究。对于钣金优化排样问题,分别提出了最小矩形包络算法和真实形状排样的临界多边形算法求解二维不规则零件图形排样。最小矩形包络算法的重点是求取多边形的最小包络矩形,本文在常规方法的求取上进行了进一步的优化,使带有空洞的零件能够进行二次填充排样,提高了排样率。临界多边形算法是真实形状排样效果比较好,利用临界多边形进行旋转排样定位时,本文提出了以最大包络率为目标对象,在固定角度旋转处和多边形顶点处进行计算的方法,提高了计算速度。最后结合实例验证了两种方法的有效性。针对激光切割的工艺路径优化主要提出了基于欧拉图论的“一笔画”共边切割算法和基于矩形阵列的“阶梯形”共边切割算法,并分别与常规共边切割方法进行了对比,结果表明这两种方法在激光打孔点数和空行程方面有了很大的优化。同时还研究了在废料区域利用连续切割减小激光打孔点数方法和激光切割时对零件尖角部位的处理方法,并取得了很好的效果。最后利用钣金优化排样技术和激光切割工艺优化方法的理论成果,对钣金激光切割优化系统进行了开发,并结合应用实例验证了系统的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-18
  1.1 课题来源、目的和意义  8-9
  1.2 钣金激光切割工艺优化技术的国内外研究现状  9-12
  1.3 钣金激光切割工艺优化技术的应用现状  12-16
  1.4 本文主要研究内容  16-18
2 钣金优化排样技术研究  18-33
  2.1 二维图形排样问题的描述  18
  2.2 最小矩形包络法求解二维不规则排样问题  18-22
  2.3 临界多边形法求解二维不规则排样问题  22-29
  2.4 最小矩形包络法和临界多边形法的实例验证  29-32
  2.5 本章小结  32-33
3 激光切割的工艺路径优化方法研究  33-45
  3.1 常规共边切割方法  33-35
  3.2 “一笔画”共边切割方法  35-39
  3.3 “阶梯形”共边切割方法  39-42
  3.4 激光切割的其它工艺路径优化方法  42-44
  3.5 本章小结  44-45
4 系统的开发与应用  45-61
  4.1 系统的开发背景  45
  4.2 系统的功能要求与应对策略  45-47
  4.3 系统开发的关键技术说明  47-50
  4.4 系统的详细设计  50-58
  4.5 系统应用实例  58-60
  4.6 本章小结  60-61
5 总结与展望  61-63
  5.1 全文总结  61-62
  5.2 工作展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录1（攻读学位期间发表论文目录）  68

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