人造板一刀切数控下锯优化的

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1、2009年第5期球材加工机械霉人造板一刀切数控下锯优化的编程模型研究吕俊丰，马岩，喻虎德(东北林业大学林业与木工机械工程技术中心，哈尔滨150040)摘要：针对人造板数控裁板锯的二维板材下锯优化的问题，运用优化理论，建立了矩形件优化排样数学模型，并提出了基于启发式规则的一刀切约束条件下二维板材下料算法。通过下料实例和理论分析，证明该算法能够有效地提高板材的利用率。关键词：矩形件排样；二维板材下料；一刀切；启发式算法；数控裁板锯中图分类号：TS642文献标识码：A文章编号：1001—036X(2009)05—0012—04Programmingmo

2、delstudyingonguillotinestockcuttingoptimizeofnumericalcontrolledsawforwood-basedpanelLUJun—feng．MAYan，YUHu—de(ForestryandWoodworkingMachineryEngineeringCenter,NortheastForestryUniversity,Harbin150040，China)Abstract：Two··dimensionalstockcuttingoptimizeproblemofnumericalcontrol

3、ledpanelsawforwood-basedpanelproductionequipment，amathematicalmodelforrectangleoptimallayoutbasedOiloptimizationtheoryisestablished．Constrainedtwo-dimensionalguillotinecuttingstockcutingalgorithmbasedonheuristicregulationisgiveninthispaper．Instanceandtheoreticalanalysisofprod

4、uctionstockcuttingprovesthatthisalgorithmispracticalandefective，itwasusefulwaytoimproveutilizationratioofplatemateria1．Keywords：rectanglelayout；two-dimensionalstockcutting；guillotinecutting；heuristicalgorithm；numericalcontrolledpanelsaw在工程实践中，优化排样的应用范围非常广泛：服优化又以家具行业中人造板锯切最具代表

5、性。装制造时的面料分割；家具制造中的人造板分割；机械在家具人造板零件锯切时，优化下锯是指将一批不制造业的金属型材、板材、管材的分割；建筑行业玻璃、同尺寸的待排矩形件全部排放在给定的板材上，板材装饰材料的分割等。对于这些行业来说，通过提供高的利用率最大。目前，中小家具制造企业板材排料基本质量的排样方案，可以节省原材料，提高材料利用率，上采用手工试算或凭经验，板材利用率不高，工作效率降低成本，提高经济效益。随着计算机技术的发展，计低。特别是在大批量生产时，手工试算排料几乎不可能。算机辅助排样(CAN)已成为计算机辅助设计与制造因此提高板材利用率和排料

6、速度是家具行业亟待解决(CAD／CAM)技术的重要分支。其中，板材切割的下锯的问题。除此之外，相关的对二维矩形件优化排样问题的研究大多是针对无约束的切割问题，基本不考虑工艺收稿日期：2009—07—10约束的理论排样研究，而在实际生产中，针对专用锯切作者简介吕俊丰(1984一)，男，硕士研究生。研究方向：机械设计及理论。设备的下料问题研究较少。本文试对数控裁板锯人造板基金项目：国家科技支撑项目(2006BAD18B08)~1国家“948”创的下锯排料问题进行“一刀切”工艺约束分析，并对矩形新项目(2006-4一C03)共同资助。-12-养材加工机

7、械2009年第5期件二维板材排料的优化算法进行研究，提出了一种启发面积递减的顺序进行排样，即先排面积大的矩形件。式算法，开发可用于该设备的计算机辅助排样软件。(2)定位规则：确定被选待排矩形件在布局空间中的摆1基于启发式人造板下锯优化研究放位置。本算法采用的是占角策略，即将待排矩形件摆放1．1常用的优化算法在板材的某一角，采用的是先占左下角的定位规则。二维矩形件排样算法主要包括：背包算法、数学规(3)排布规贝0：矩形件在板材上有沿板材长度方向划法、启发式算法、模拟退火和遗传算法等。其中，遗传的横排和竖排、沿板材宽度方向的横排和竖排共4种方算法、模

8、拟退火算法由于数控下锯存在“一刀切”的工式。本算法优先考虑沿宽度方向的横排和竖排的方式，艺约束较难应用，而一般的数学规划法，在大规模排样