研讨算法基于NX平台钣金件自动排样模块开发生

论文导读：
摘要：钣金件排样是钣金制作历程中的一个重要步骤。传统的钣金件设计,以下料到展开都是由手工进行操作完成,这样周期较长,劳动强度大,排样效果不佳。随着计算机辅助设计技术的进展,计算机自动排样技术也孕育而生。该技术不仅减轻手工排样的工作强度,还大大提升了材料的利用率。本课题浅析了排样不足的探讨近况,开发出了基于NX软件的钣金件自动排样模块。本课题首先运用NX中的现有功能,对不规则二维钣金件模型进行了预处理,并且探讨了不规则钣金件转换成由线段组成的钣金件策略和多边形凹包转换的策略,基于NX软件开发了钣金件排样的预处理功能。然后在预处理功能的基础之上,根据排样钣金件的数量,开发了单一钣金件排样模块和多个钣金件排样模块。单个钣金件排样模块,主要运用了基于包络多边形算法和顶点射线法。通过对钣金件不同排样方式的探讨(普通单排、普通双排、对头双排),将这两种策略有效的运用到单一钣金件的排样中。结合NX软件开发了单个钣金件排样模块。通过比较多个多边形钣金件排样的布局算法：最左最下算法,阶策略,最低水平线法,最低水平线搜索算法和最低水平线插入算法,发现定序排样中,最低水平线插入算法相对于其他算法能够得到较高的材料利用率。本课题比较三种智能优化算法——模拟退火算法、遗传算法和遗传模拟退火算法在多个钣金件排样顺序排样中的适用性。对基于三种算法排样后的结果进行比较可以发现,遗传模拟退火算法克服了模拟退火算法收敛过慢导致运算时间过长和遗传算法收敛过快导致陷入局部最优解的不足,实验表明通过模拟遗传退火算法进行排样后的钣金件,无论在材料利用率和计算时间上都要优于利用遗传算法和模拟退火算法排样的钣金件。最后基于NX软件运用最低水平线插入算法和遗传模拟退火算法开发了多个钣金件自动排样模块。本课题采取C++和NX二次开发工具完成了钣金件自动排样模块的开发。根据实际生产需要,开发的模块提供了七种排样方式和多个参数制约排样结果,方便用户根据实际需求对钣金件进行排样。关键词：钣金件排样论文NX论文包络多边形法论文顶点射线法论文最低水平线择优算法论文遗传模拟退火算法论文
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Abstract6-10
第1章 引言10-20

1.1 课题背景10-12

1.2 课题作用及运用前景12

1.3 国内外探讨近况12-18

1.3.1 单一钣金件排样13

1.3.2 多个钣金件排样13-17

1.3.2.1 钣金件布局算法14-15

1.3.2.2 排样顺序的优化算法15-17

1.3.3 排样软件概述17-18

1.3.3.1 DYNAFORM17

1.3.3.2 HyperWorks17

1.3.3.3 AutoForm17-18

1.4 本课题主要探讨内容18-20

第2章 钣金件模型预处理20-26

2.1 不规则多边形线段简化20-23

2.

1.1 点集功能20-21

2.

1.2 简化曲线功能21-23

2.2 外部轮廓线合并23

2.3 凹多边形转化23-25

2.3.1 多边形顶点排列顺序求解23-24

2.3.2 多边形凸凹性24

2.3.3 算法实现24-25

2.4 本章小结25-26

第3章 单一多边形钣金件排样26-45

3.1 基于包络多边形法的单个钣金件模型排样26-35

3.

1.1 基于包络矩形法的单个钣金件模型排样26-29

3.

1.2 基于包络平行四边形法的单个钣金件模型排样29-32

3.

1.3 基于包络梯形法的单个钣金件模型排样32-35

3.2 基于顶点射线法的单个钣金件模型排样35-44
3.

2.1 普通单排35-38

3.

2.2 普通双排38-41

3.

2.3 对头双排41-44

3.3 本章小结44-45
第4章 矩形钣金件排样布局算法45-57

4.1 基于最下最左算法的矩形钣金件模型排样45-47

4.2 基于阶算法的矩形钣金件模型排样47-49

4.3 基于最低水平线算法的矩形钣金件模型排样49-51

4.4 基于最低水平线改善算法的矩形钣金件模型排样51-56

4.1 基于最低水平线搜索算法的矩形钣金件模型排样51-53

4.2 基于最低水平线插入算法的矩形钣金件模型排样53-54

4.3 基于最低水平线择优插入算法的矩形钣金件模型排样54-56

4.5 本章小结56-57

第5章 多个矩形钣金件排样57-77

5.1 基于遗传算法的矩形钣金件模型优化排样算法57-64

5.

1.1 初始化种群57

5.

1.2 编码方式57-59

5.

1.3 解码方式59

5.

1.4 选择算子59-61

5.

1.5 交叉算子61-62

5.

1.6 变异算子62-63

5.

1.7 评价度函数63-64

5.2论文导读：止条件665.3基于遗传模拟退火算法的矩形钣金件模型优化排样算法66-685.3.1遗传模拟退火算法概述665.3.2新种群产生方式66-675.3.3遗传模拟退火算法流程67-685.4三种算法的比较68-765.5本章小结76-77第6章多边形钣金件排样模块设计77-846.1用户界面77-796.2模块功能概述79-826.3模块特点82-836.3.1支持多种输入样式
基于模拟退火算法的矩形钣金件模型优化排样算法64-66
5.

2.1 编码策略65

5.

2.2 解码策略65

5.

2.3 搜索方式65

5.

2.4 接受准则65

5.

2.5 冷却对策65-66

5.

2.6 评价度函数66

5.

2.7 终止条件66

5.3 基于遗传模拟退火算法的矩形钣金件模型优化排样算法66-68
5.

3.1 遗传模拟退火算法概述66

5.

3.2 新种群产生方式66-67

5.

3.3 遗传模拟退火算法流程67-68

5.4 三种算法的比较68-76

5.5 本章小结76-77

第6章 多边形钣金件排样模块设计77-84

6.1 用户界面77-79

6.2 模块功能概述79-82

6.3 模块特点82-83

6.

3.1 支持多种输入样式82

6.

3.2 支持重新排样82

6.

3.3 选择对象记忆功能和过滤功能82-83

6.

3.4 排样后钣金件模型的编辑功能83

6.4 本章小结83-84
第7章 总结与展望84-86

7.1 总结84

7.2 展望84-86

参考文献86-90
致谢90