Optimal Layout Method of 2D Irregular Parts under Complex Cutting Process Constraints

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2023.21.011

China Mechanical Engineering ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (21): 2615-2621.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.21.011

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Optimal Layout Method of 2D Irregular Parts under Complex Cutting Process Constraints

WU Dianjian1，2;ZHANG Sanqiang1，2;YANG Guangyou1，2

1.Engineering Research and Design Institute of Agricultural Equipment，Hubei University of
Technology，Wuhan，430068
2.Hubei Engineering Research Center for Intellectualization of Agricultural Equipment，Wuhan，430068

Online:2023-11-10 Published:2023-11-29

复杂下料工艺约束下的二维不规则零件优化排样方法

吴电建1，2;张三强1，2;杨光友1，2

1.湖北工业大学农机工程研究设计院，武汉，430068
2.湖北省农机装备智能化工程技术研究中心，武汉，430068

通讯作者: 杨光友（通信作者），男，1962年生，教授。研究方向为农业装备智能化与信息化。发表论文100余篇。E-mail：pekka@126.com。
作者简介:吴电建，男，1990年生，讲师。研究方向为可持续制造和智能优化决策。发表论文10余篇。E-mail：hbut_wdj@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划（2018YFD0301303）

Abstract

Abstract: Aiming at the problems of low material utilization and low working efficiency in cutting production line of two-dimensional irregular parts（2DIP）， an optimal layout method was proposed for the 2DIP under complex cutting process constraints. A mathematical model of the 2DIP cutting stock problem was established with the optimization goal of maximizing material utilization. The parts were positioned by a graphics collision algorithm which improved material utilization. The layout units were dynamically constructed by the translation， rotation， mirroring and other operations of part graphics to improve the efficiency of continuous cutting and automatic palletizing of parts. Feasibility and effectiveness of the method were verified by the comparative analysis of examples.

Key words: optimal layout, two-dimensional （2D） irregular part, complex cutting process, layout unit, graphic collision

摘要： 针对二维不规则零件下料生产线原材料利用率不高、作业效率较低等问题，提出一种复杂下料工艺约束下的二维不规则零件优化排样方法。以最大化原材料利用率为优化目标，建立了二维不规则零件下料问题的数学模型，利用一种图形碰撞算法实现零件的定位，提高了原材料利用率。通过零件图形的平移、旋转、镜像等操作动态构造排样单元，提高了连续切割和零件自动码垛的作业效率。算例对比分析验证了该方法的可行性和有效性。

关键词: 优化排样, 二维不规则零件, 复杂下料工艺, 排样单元, 图形碰撞

CLC Number:

TP391

WU Dianjian, ZHANG Sanqiang, YANG Guangyou, . Optimal Layout Method of 2D Irregular Parts under Complex Cutting Process Constraints[J]. China Mechanical Engineering, 2023, 34(21): 2615-2621.

吴电建, 张三强, 杨光友, . 复杂下料工艺约束下的二维不规则零件优化排样方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(21): 2615-2621.

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