工艺约束下的激光切割路径优化算法设计.pdfVIP

机械设计与制造 第3期 Machinery Design Manufacture 2014年 3月 工艺约束下的激光切割路径优化算法设计 张青锋，饶运清 (华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉 430074) 摘 要：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。 关键词：切割路径优化；遗传算法；最近插入法；打孑L点选择 中图分类号：TH16；TG458 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2014)03—0034—03 AOptimizationAlgorithm ofLaserCuttingPathwithProcessConstrains ZHANGQing—feng，RAOYun—qing (SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，HubeiWuhan 430074， China) Abstract：SheetmetalcuttingpathoptimizationproblemsissimilartotheTSPproblem,butthepartisnotlikethecityina TSPproblem thatcanbehnadled apoint．Thepartsraeclassifiedaccordingtothesizeofthem,nadgeneratecutting sequenceforthebigpartswiththeimprovedgeneticalgorithm,theninseaunsortedsmallpartsintosequencewithimproved neraestinsertion,firmlychoosingcuttingstartingpointdynamicallywithpunchpointselectionmethod．hisnotonlyfollowing thecuttingprocessrequirementsofavoidingfrequentcuttingnozzlenadavoidingcollisionbutalsogettingashoaercutting path． KeyW ords：CuttingPathOptimization；GeneticAlgorithm ；NearestInsertion；PunchPointSelection 1引言 控制切割起点间的距离作为约束条件，并结合改进的最近插入法 和打孔点选择法选取切割起点的方法 来解决钣金件激光切割 数控激光切割对钣金件的加工过程可以描述为：激光割嘴 路径优化问题。 从原点出发，经过空行程到达某一零件轮廓切割起点，打孔后切 割该轮廓，然后回到该零件轮廓切割起点，并以此起点为原点再 2路径优化数学模型 经过空行程到达下一轮廓切割起点，不断循环的过程。此过程中 2．1钣金件几何表达 碰到的切割工艺问题Il既是我们优化的目标：(1)防碰撞提高切割