沖壓剪板毛坯選擇與排樣優化程序設計

摘要：工件毛坯材料費用是沖壓產品生產的主要成本。條料是沖壓生產中使用最為廣泛的一種毛坯，通常是由板料毛坯經剪板機裁剪而獲得。剪板時，選擇合適規格的板料毛坯，并且通過合理的剪板排樣，可以材料利用率、降低生產成本。本文探討在分析剪板排樣特點的基礎上，歸納推理不同排樣時板料上材料利用率的計算方法，進而尋求找出最大材料利用率的板料毛坯規格的方法。由于在具體計算過程中計算量非常大，這一過程借助計算機來完成，本文給出了的C++語言算法的實現。

關鍵詞：沖壓；剪板；排樣；程序設計；材料利用率；沖壓成本

1.研究背景

在沖壓生產中，工件的材料費用是構成生產成本的主要部分，提高材料的利用率是降低生產成本的重要途徑之一。條料是生產中使用最廣泛的一種沖壓毛坯。與標準的板料和帶料不同，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。

當前，對工件在條料、板料和帶料上直接排樣的研究較多而且較深入，而對于剪板時板料規格的選擇以及條料在板料上的排樣的研究則非常少。

2.問題分析

剪板過程中條料在板料毛坯上的排樣與普通排樣有所不同：由于剪板機剪裁時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格的，不同規格的毛坯，剪裁出的條料的材料利用率也不同。

為了提高材料利用率，我們可以根據工件在條料上的排樣，遍歷計算條料由不同規格板料剪成時的材料利用率，并求出當材料利用率最大時所用板料的規格。

3.設計與實現

3.1.材料利用率計算與算法的數學模型

4.程序實現

4.1.C++程序實現

C++程序適合本地執行，最大的特點是執行速度快。

程序設置金屬條料類trip，存儲條料寬度、長度、步距、布局內有效材料面積等變量。trip類最重要的功能在于調用getEta（）函數計算并返回設定參數下材料的材料利用率。

設置金屬板料類sheet，存儲當前板料的寬度、長度，并為即將計算出的10種最佳板料留下暫存空間——top數組。sheet類通過調用getMax（）函數通過遍歷剪板排樣方式，getMax（）函數中循環調用trip類的getEta（）函數，尋求當前板料的最大材料利用率排樣方式；并通過對比，將具有更大的材料利用率的排樣情況和所用板料存入top數組中。sheet類有可以通過私有的read（）函數從數據庫讀入國標、日本標準、美國標準等系列規格板料的長寬參數以供調用getMax（）函數遍歷計算尋求最優排樣結果。

5.結論

剪板時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的基礎上，推理歸納了剪板時不同排樣方式下，板料毛坯材料利用率的計算公式和尋求最高材料利用率板料的算法，并且根據算法，給出了C++語言的程序實現。研究條料在板料毛坯上的排樣對于提高材料利用率，降低沖壓生產成本具有重要意義。

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