沖壓剪板毛坯選擇與排樣優(yōu)化程序設(shè)計(jì)

摘要：工件毛坯材料費(fèi)用是沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)的主要成本。條料是沖壓生產(chǎn)中使用最為廣泛的一種毛坯，通常是由板料毛坯經(jīng)剪板機(jī)裁剪而獲得。剪板時(shí)，選擇合適規(guī)格的板料毛坯，并且通過(guò)合理的剪板排樣，可以材料利用率、降低生產(chǎn)成本。本文探討在分析剪板排樣特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，歸納推理不同排樣時(shí)板料上材料利用率的計(jì)算方法，進(jìn)而尋求找出最大材料利用率的板料毛坯規(guī)格的方法。由于在具體計(jì)算過(guò)程中計(jì)算量非常大，這一過(guò)程借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成，本文給出了的C++語(yǔ)言算法的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：沖壓；剪板；排樣；程序設(shè)計(jì)；材料利用率；沖壓成本

1.研究背景

在沖壓生產(chǎn)中，工件的材料費(fèi)用是構(gòu)成生產(chǎn)成本的主要部分，提高材料的利用率是降低生產(chǎn)成本的重要途徑之一。條料是生產(chǎn)中使用最廣泛的一種沖壓毛坯。與標(biāo)準(zhǔn)的板料和帶料不同，條料由板料剪裁而成。因此，材料的利用率一部分取決于工件在條料上的排樣，另一方面則取決于選擇合適的板料毛坯并合理地排樣和剪裁條料。

當(dāng)前，對(duì)工件在條料、板料和帶料上直接排樣的研究較多而且較深入，而對(duì)于剪板時(shí)板料規(guī)格的選擇以及條料在板料上的排樣的研究則非常少。

2.問(wèn)題分析

剪板過(guò)程中條料在板料毛坯上的排樣與普通排樣有所不同：由于剪板機(jī)剪裁時(shí)必然將板料直線剪斷，所以排樣的接縫必須是直線。另外一方面，由于板料毛坯是有規(guī)格的，不同規(guī)格的毛坯，剪裁出的條料的材料利用率也不同。

為了提高材料利用率，我們可以根據(jù)工件在條料上的排樣，遍歷計(jì)算條料由不同規(guī)格板料剪成時(shí)的材料利用率，并求出當(dāng)材料利用率最大時(shí)所用板料的規(guī)格。

3.設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1.材料利用率計(jì)算與算法的數(shù)學(xué)模型

4.程序?qū)崿F(xiàn)

4.1.C++程序?qū)崿F(xiàn)

C++程序適合本地執(zhí)行，最大的特點(diǎn)是執(zhí)行速度快。

程序設(shè)置金屬條料類trip，存儲(chǔ)條料寬度、長(zhǎng)度、步距、布局內(nèi)有效材料面積等變量。trip類最重要的功能在于調(diào)用getEta（）函數(shù)計(jì)算并返回設(shè)定參數(shù)下材料的材料利用率。

設(shè)置金屬板料類sheet，存儲(chǔ)當(dāng)前板料的寬度、長(zhǎng)度，并為即將計(jì)算出的10種最佳板料留下暫存空間——top數(shù)組。sheet類通過(guò)調(diào)用getMax（）函數(shù)通過(guò)遍歷剪板排樣方式，getMax（）函數(shù)中循環(huán)調(diào)用trip類的getEta（）函數(shù)，尋求當(dāng)前板料的最大材料利用率排樣方式；并通過(guò)對(duì)比，將具有更大的材料利用率的排樣情況和所用板料存入top數(shù)組中。sheet類有可以通過(guò)私有的read（）函數(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀入國(guó)標(biāo)、日本標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等系列規(guī)格板料的長(zhǎng)寬參數(shù)以供調(diào)用getMax（）函數(shù)遍歷計(jì)算尋求最優(yōu)排樣結(jié)果。

5.結(jié)論

剪板時(shí)條料在板料毛坯上的排樣是一種有別于普通排樣的一種排樣方式。本文在分析條料毛坯在板料毛坯上排樣特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，推理歸納了剪板時(shí)不同排樣方式下，板料毛坯材料利用率的計(jì)算公式和尋求最高材料利用率板料的算法，并且根據(jù)算法，給出了C++語(yǔ)言的程序?qū)崿F(xiàn)。研究條料在板料毛坯上的排樣對(duì)于提高材料利用率，降低沖壓生產(chǎn)成本具有重要意義。

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