Исследование и разработка математического и программного обеспечений подсистемы САПР рационального раскроя листового материала при лазерной резке
Диссертация
Методы исследования базируются на методах комбинаторной ^ геометрии и методах оптимизации технических решений. Поиск рационального плана раскроя листового материала на заготовки деталей, по конфигурации близких к кругу, основан на поиске плотной упаковки кругов произвольного размера, а также на размещении этих кругов на прямоугольном листе материала. Это осуществляется с помощью математической… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Обзор математических моделей, используемых при 12 рациональном раскрое
- 1. 1. 1. Нефигурный раскрой
- 1. 1. 2. Фигурный раскрой
- 1. 2. Достоинства и недостатки существующего 26 iv российского программного обеспечения
- 1. 2. 1. САПР «Техтран»
- 1. 2. 2. Пакет «T-Flex»
- 1. 2. 3. Пакет «Сириус»
- 1. 2. 4. Программное обеспечение фирмы «Bystronic»
- 1. 3. Программное обеспечение, использующееся на 38 производстве
- 1. 4. Цели и задачи исследования
- 1. 1. Обзор математических моделей, используемых при 12 рациональном раскрое
- Выводы по главе 1
- Глава 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЦИОНАЛЬНОГО РАСКРОЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Математическая модель плотной упаковки деталей, 47 внешний контур которых близок к кругу
- 2. 2. 1. Численные алгоритмы
- 2. 2. 2. Исследование влияния целевой функции для 55 ^ граничных узлов на размеры кругов и форму плотной упаковки
- 2. 2. 3. Методика построения плотной упаковки 69 деталей, внешний контур которых близок к кругу
- 2. 2. 4. Методика размещения плотной упаковки на 75 листе прямоугольной формы
- 3. 1. Структура и характеристики пакета рационального 79 раскроя
- 3. 2. Алгоритм составления карты раскроя заготовок 85 деталей, близких к кругу
- 3. 3. Алгоритм плотной укладки произвольного набора кругов
- 3. 3. 1. Блок-схема плотной укладки произвольного 90 ^ набора кругов
- 3. 3. 2. Блок — схема расчета радиусов кругов в плотной 101 упаковке
- 3. 3. 3. Блок — схема расчета координат кругов при 103 плотной упаковке
- 3. 4. Алгоритм размещения плотной упаковки заготов ок 104 деталей на прямоугольном листе материала
- 4. 1. Показатель эффективности использования материала 113 при раскрое
- 4. 2. Сравнительный анализ разработанной подсистемы 113 САПР «КАРТА (круг)» рациональной укладки заготовок деталей по форме, близких к кругу, с существующими пакетами программ
- 4. 3. Комбинированный раскрой. 125 4.3.1 Методы повышения плотности упаковки
Список литературы
- Bowers P.L., Stephenson К. A «regular» pentagonal Tiling of the plane./ AMS-e journal Conformal Geometry and Dynamic vol.1, (1997), 55−86.
- Collins C.R., Stephenson K. A circle paking algorithm. Computational Geometry: Theory and Applications, 25 (2003), pp. 235−256.
- Gilmore P.C., Gomory R.E. A Linear programming approach to the cutting. Stocr problem, Part 1- Operating Research, 1961. 9, 6. p.849−859. Part 2- Operating Research, 1963. 11, 6. p.863−881.
- Makarchuk A.V. Heuristic model for optimal layout of shapes on a sheet of material for laser cutting. /'TEHS'02″ Instrumentation in ecology and human safety S.-Pb, 2002, p. 176−179.
- Palios L. Optimal tetrahedralization of the 3d-Region «Between» a convex polyhedron and a convex polygon./
- Stoyan Yu.G., Pancratov A.V. Regular packing of congruent polygons on the rectangular sheet / European Journal of Operational Research. 1999 № 113. P.653−675.
- Алгоритмы оптимизации проектных решений. /Под ред. Половинкина А.И./. М.: Энергия. 1976. 184с.
- Александров Е.А. Основы теории эвристических .решений. М. Машиностроение, 1976. 264 с.
- Алиевский Д.М., Каменин И. Г., Кадушников P.M., Алиевский В. М. Геометрическое моделирование плотных упаковок сферополиэдров. «Информационные технологии реконструкции интеллекта». Россия 2000 г.
- Ю.Бабаев Ф. В. Автоматизация процесса составления карт раскроя. Приборы и системы управления, 1972, № 6, с.7−10.
- П.Бабаев Ф. В. Оптимальный раскрой материалов с помощью ЭВМ. М.: Машиностроение, 1982. 167с.
- Бабаев Ф.В. Рациональный раскрой листа на детали сложных геометрических конфигураций в условиях индивидуального и мелкосерийного производства. Сварочное производство, 1967, № 1, с. 12−14.
- З.Бабаев Ф. В. Рациональный способ раскроя металлопроката. М. Машиностроитель, 1966, № 8, с.38−39.
- Бабаев Ф.В. Эвристический метод для решения задачи раскроя. Приборы и системы управления, 1977, № 5, с.8−10.
- Батшцев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. М.: Советское радио. 1975. 216с.
- Беллман Г., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования М. Наука. 1965. 458с.
- Бронштейн ИЛ., Семендяев К.А Справочник по математике. М: Наука, 1965. — 608с.
- Веденов А.А., Гладуш Г. Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат. 1985. 205с.
- Вермишев Ю.Х. Методы автоматизированного поиска решений при проектировании сложных технических систем. М.: Радио и связь. 1982. 152с.
- Ветко АН., Калинин ВВ., Хрусталева JIB., Корьячев АН., Прохоров АФ. Кодирование конструктивно-технологических параметров корпусных деталей в САПР технологических систем / Вестник машиностроения. -1984. № 10. — С.51−54.
- Горанский Г. К., Бендерова Э. И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение. 1981. 455с.
- Горанский Г. К., Зозулевич Д. М., Шерлинг Д. Р. Алгеброический метод решения геометрических задач автоматизации проектирования с помощью ЭЦВМ. В кн.: Вычислительнаятехника в машиностроении. Минск: ИТК АН БССР, апрель 1967, с.121−127.
- Григорьянц А.Г., Соколов А. А. Лазерная резка металлов. М.: Высшая школа. 1988. 126с.
- Гуревич Л.И., Белоконев В. В. Опыт экономии металлопроката при изготовлении сварных конструкций. Сварочное производство.1978, № 1, с. 18−20.
- Данциг Д.Б. Линейное программирование, его обощения и применения. М. Прогресс 1966. 600с.
- Дулькин В.Я., Зайцев Ю. Ф. Резервы экономии металлов на стройках и промышленных предприятиях. Петрозаводск. Карелия, 1979. 96с.
- Дьяконов В.П. Математическая система Maple V R3/R4/R5. М.: Солон. 1998. 398с.
- Канторович Л.В., Залгаллер В. А. Рациональный раскрой промышленных материалов. Новосибирск, Наука. 1971, 320 с.
- Канторович Л.В., Залгаллер В. А. Рациональный раскрой промышленных материалов. Изд. 2-е, испр. и доп., Новосибирск: Наука, 1971. 299с.
- Кеннон С. Р. Дуликарвич Дж.С. Построение сеток с помощью оптимизационного метода. М.: Мир. Аэро/космическая техника. № 1,1987. с107−112.
- Корсаков B.C., Капустин Н. М., Темпельгоф К.-Х., Лихтенберг X. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении. М.: Машиностроение. 1985. 303с.
- Кривомазов Д.В., Шалаев П. А. Стандартизация в области систем автоматизированного проектирования изделий и технологических процессов в машиностроении.- М.: Изд-во стандартов, 1987, 324с.
- Кузнецов Ю.Н., Кузубов В. И., Волощенко А. Б. Математическое программирование. М.: Высшая школа. 1976. 351с.
- Макарчук А.В. Основные принципы подхода к постановке задачи оптимального размещения деталей на листе заготовки./ Сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУАП, 2000 г.
- Макарчук А.В. Эвристическая модель оптимальной укладки деталей на листе материала при лазерной резке./ сборник тезисов докладов научной сессии аспирантов, СПГУАП, 2002 г.
- Макарчук Н.В., Макарчук А. В. Разработка оптимальных методов раскроя листового материала при лазерной резке. /Сборник тезисов докладов конференции «Гагаринские научные чтения». М., 2000, с. 25−26.
- Макарчук Н.В., Макарчук А. В. Разработка оптимальных методов раскроя листового материала при лазерной резке. /Сборник тезисов докладов конференции «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления», г. Екатеринбург, 2000, с. 32−34.
- Макарчук Н.В., Макарчук А. В., Пиль Э.А Программа оптимизации холостых проходов и раскроя листового материала для лазерных станков. Проблемы машиноведения и машиностроения. Межвузовский сборник, СПб 2004, Выпуск 33. С. 208−212.
- Макарчук Н.В., Макарчук А. В., Пиль Э. А. «Компьютерная программа оптимизации холостых проходов и раскроя при лазерной резке листового материала», Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2003, № 10, с. 25−26.
- Мартынов В.В., Валиуллин А. М. Алгоритм нахождения области допустимых размещений плоских геометрических объектов в произвольных областях. Межвуз. Научн. Сборник Уфа УГАТУ, 2000, с. 126−135.
- Мартынов В.В., Валиуллин А. М. Реализация алгоритма нахождения области допустимых размещений плоских геометрических объектов на базе суммы Минковского. / Межвуз. Научн. Сборник Уфа УГАТУ, 1999, с.183−192.
- Мартынов В.В., Валиуллин A.M. Регулярное размещение двумерных геометрических объектов сложной формы. В электронном журнале: Прикладная геометрия, вып. З, № 4(2001), с.9−20.
- Махнач Г. В., Ракович А. Г. Алгоритм распознавания пересеченных плоских областей, ограниченных контурами из отрезков прямых и дуг окружностей. В кн.: Вычислительная техника в машиностроении. Минск: ИТК АН БССР, сентябрь 1969, с.36−42.
- Михайлов-Тепляков В.А., Богданов М. П. Автоматизированная лазерная резка материалов. Л.: Машиностроение. 1976. 208с.
- Мухачева Э.А. Алгоритм решения задачи рационального раскроя прямоугольных листов на прямоугольные заготовки. В кн.: Математические методы решения экономических задач. М.: Наука. 1969, № 1, с.5−11.
- Мухачева Э.А. Рациональный раскрой промышленных материалов. М.: Машиностроение, 1984.175с.
- Мухачева Э.А. Рациональный раскрой прямоугольных листов на прямоугольные заготовки. В кн.: Оптимальное планирование. Сб. научных трудов СО АН СССР, Новосибирск. 1966, вып.6, с.43−115.
- Новожилова МБ. Мегодолопя розв’язку ошишзацшних нелшшних задач геометричного проекгування. / BicmiK Запоргзького ушверситету/ № 1,1999.
- Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М: Высшая школа, 1986. — 308с.
- Норенков И.П. и др. Системы автоматизированного проектирования. -М.:Мир, 1985. 368с.
- Пандорш OJC, Панкратов ОБ., Новожилова MB. Анализ i складшстъ алгоритму зображення однозв’язного неопуклого многокутника у виглядд об’еднання опуклих многокутниюв/ Вюник Запоргзького ушверситету/ № 2, 1999.
- Панкратов ОБ., Новожилова МБ. Моделювання та метод розв’язання задач1 розмпцення многогранниюв. В1сник Запор1зького ун1верситету/ № 1,2001 г.
- Петренко А.И. Основы автоматизации проектирования. Киев: Техшка. 1982. 293с.
- Петренко А. И. Семенков О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. Изд. второе, стереотипное. Киев: «Вшца школа». 1985. 293с.
- Пиль Э.А. Методика кодирования плоских корпусных деталей // Автоматизированное проектирование в машиностроении: Мат-лы научн.-техн. конф. Устинов, Межвуз. типогр., 29−31 окт., 1985, -С.ЗЗ.
- Принс М.Д. Машинная графика и автоматизация проектирования. М.: Советское радио, 1975. 232с.
- Рациональный раскрой материалов с использованием ЭВМ и математических методов. Всесоюзный семинар. Тезисы докладов. М.: ГВЦ Госснаб СССР. 1976, 100с.
- Рвачев B. JL, Шкляров Л. И. О применении метода Бубнова-Галеркина к решению краевых задач для областей сложной формы. «Дифференциальные уравнения», № 11,1965 г.
- Рвачев В.Л., Ющенко К. Л. О классе функций. Удобных для аналитического описания геометрических образов. «Кибернетика и техника вычислений», Киев, 1964.
- Романовский И.В. Пакетный вариант симплекс-метода. Эволюционное описание основных конструкций. В кн.: Исследование операций и статистическое моделирование. Л.: ЛГУ, 1974, вып.5, с.55−71.
- Роскладка О.В. Незвщна система обмежень загального многогранника шхшрозм1щень. Вюник Запор1зького ушверситету/ № 2, 2002.
- Рыкалин Н.Н., Углов А. А., Кокора А. Н. Лазерная обработка материалов. М.: Машиностороение, 1975. 296с.
- Сикора Е. Оптимизация процессов обработки резанием с применением вычислительных машин. М.: Машиностроение, 1983.-232 с.
- Система автоматизированного проектирования управляющих программ для станков с ЧПУ. Техтран. Версия 4.4. Раскрой листового материала. НИП-Информатика. 1993−2002. 180с.
- Сольницев Р.И., Гришанова Л. И., Слюсаренко АС. Математическое обеспечение информационных технологий. ГОУ ВПО СПб ГУАП, 2004 г., 133 с.
- Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. М.: Высшая школа. 1991. 335с.
- Сольницев Р.И., Андронов В Л. Основы математического обеспечения САПР. Л.:ЛИАП, 1988. — 101с.
- Старостин В.Г., Лелюхин BJ3. Формализация проектирования процессов обработки резанием. М: Машиностроение, 1986. — 136 с.
- Сюян Ю.Г. Размещение геометрических объектов. Киев. Наукова думка. 1975.
- Стоян. Ю.Г., Гиль Н. И. Методы и алгоритмы размещения плоских геометрических объектов. Киев. Наукова думка. 1976. 247с.
- Техтран система программирования оборудованием с ЧПУ/ ААЛиферов, О. Ю. Батунер, М. Ю. Блюдзе и др. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. -109 с.
- Хадвингер Г. Лекция об объеме, площади поверхности и изопериметрии. М. Наука 1966 г.
- Химмельблау Д. Прикладное математическое программирование. М.: Мир. 1975.510с.
- Цветков В.Д. Система автоматизированного проектирования технических процессов. М.: Машиностроение. 1972. 240с.
- Коваленко B.C. Лазерная технология на новом этапе развития. / Автоматическая сварка, № 12,2001 г., с.4−10.
- Kincade К., Anderson S. Review and forecast of the laser markets/ Part 1: Nondiode lasers// Laser Focus World, № 1,2002.
- Steel R. Review and forecast of the laser markets/ Part 2: Diodes lasers// Laser Focus World, № 2, 2002.