杨阳 吴亮生 马敬齐 王楠 廖树明



轻质型材加工辅助优化关键技术研究与实现*

杨阳1,2吴亮生1,2马敬齐1,2王楠1,2廖树明3

（1.广东省自动化研究所 2.东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心3.韶能集团广东绿洲纸模包装制品有限公司）

针对轻质型材零件加工材料利用率低、空走路径长和效率低等问题，研究零件的排料和走刀路径优化方法。通过对零件工艺特征参数图形化设计，并以零件最小外接矩形进行编码设计，运用遗传算法求解最优布局。同时为使加工刀具空走路径最短，将路径优化问题抽象为GTSP求解，采用遗传算法对路径进行优化以达到最优加工工序，并对优化后路径进行局部寻优，实现空程最短，加工轨迹最优。最后进行了轻质型材辅助加工软件的设计与开发，并应用于数控机床上验证测试。结果表明：排料效果良好，提高了材料利用率及加工效率。

遗传算法；排料优化；路径优化；包络矩形

0引言

目前，轻质型材加工企业为降低生产成本，提高生产效率和经济效益，通常采用人工排料方法。此方法依靠个人经验，耗时、耗力，仅能得到一个较好的准优解，即局部最优，无法达到最大材料利用率。数控加工含有多个加工特征，工序随机，下刀点设置随意，人为影响因素较大，导致刀具空程路径过长和起落频繁。由此增加的走刀路径，加大能耗，降低加工效率，特别当加工特征数量较大时，此影响更加明显。因此研究轻质型材加工辅助优化技术，通过计算机辅助排料优化和加工路径优化，降低材料损耗，提高加工效率，对轻质型材加工具有重要的意义。……