Ответы на вопросы по технологии листовой резки металла (15 вопрсов с ответами)

Перечень вопросов

1. Перечислите основные характеристики, определяющие эффективность технологических процессов раскроя материала при применении машин листовой резки с ЧПУ
2. Сформулируйте общую задачу «нестинга» (фигурного раскроя) в единичном и мелкосерийном производстве. Дайте определение коэффициента использования материала – КИМ для этой задачи.
3. Опишите стандартную схему вырезки заготовок («по замкнутому контуру») на машинах термической и гидроабразивной резки с ЧПУ. Поясните смысл термина «термические деформации».
4. Напишите формулу вычисления времени резки на машинах листовой резки с ЧПУ при использовании стандартной схемы вырезки заготовок.
5. Дайте классификацию CAD/CAM–систем, предназначенных для автоматизированных расчетов раскроя листового материала и автоматизированной подготовки УП для технологического оборудования с ЧПУ.
6. Перечислите основные критерии классификации задач фигурного раскроя
7. Этапы проектирования управляющих программ для машин термической резки листового материала. Информационные потоки в САПР «Сириус».
8. Структура ПО САПР «Сириус».
9. Технология термической резки заготовок из листового металла. Точка врезки. Понятие жесткости детали
10. Порядок резки деталей на машинах с ЧПУ. Понятие жесткости листа
11. Задача минимизации холостого хода инструмента для машины термической резки как задача дискретной оптимизации
12. Точные методы решения задач дискретной оптимизации. Примеры. Общая схема метода ветвей и границ
13. Приближенные методы решения задач дискретной оптимизации. Общая схема работы генетических алгоритмов. Применение генетического алгоритма для решения обобщенной задачи коммивояжера.
14. Специальные техники резки заготовок из листового металла
15. Обобщенная задача коммивояжера. Сведение задачи минимизации времени резки заготовок из листовых материалов к обобщенной задаче коммивояжера.


Ответы

1. Перечислите основные характеристики, определяющие эффективность технологических процессов раскроя материала при применении машин листовой резки с ЧПУ
Современное машиностроительное производство трудно представить без станков с числовым программным управлением. Сегодня они широко применяются как на промышленных гигантах, так и на малых предприятиях. Несомненно, что успешное развитие машиностроительной промышленности невозможно без активного использования оборудования с ЧПУ и автоматизации производства.
Увеличение парка станков с ЧПУ приводит к повышению требований к технологической подготовке производства, в том числе к качеству разработки управляющих программ (УП). Разработка УП - сложный и трудоемкий процесс, во многом определяющий эффективность использования оборудования с ЧПУ и качество обрабатываемых деталей, поэтому сейчас большое внимание обращается на разработку и совершенствование систем и методов автоматизированной подготовки УП. Особое внимание проблеме автоматизированной подготовки управляющих программ уделяется в составе комплексной системы САПР-АСТПП-ГПС. программа при этом является результатом сквозного цикла обработки информации от чертежа детали до программы ее изготовления на станках с ЧПУ, совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. Система автоматизированного программирования (САП) оборудования с ЧПУ - составная часть такой комплексной системы.
Сегодня все основные разработчики САПР в составе своих программных комплексов предлагают модули для разработки УП для станков с ЧПУ. К достоинствам этих модулей можно отнести то, что, будучи интегрированными в системы автоматизированного проектирования и соответственно обеспечивая корректный обмен моделями между конструкторскими и технологическими модулями, они позволяют успешно разрабатывать УП для основных видов металлообрабатывающего оборудования со стандартными технологическими возможностями - для фрезерных, токарных и электроэрозионных станков. Недостатками же многих систем являются необходимость в высокой квалификации технологов для работы в CAM-системе, зачастую неинформативный интерфейс пользователя, необходимость выполнения многочисленных ручных операций, недостаточно развитые функции диагностики программ на предмет выявления ошибок, ограниченные возможности создания УП для наиболее современных или уникальных видов оборудования.
Для предприятий, использующих машины термической резки, лазерной, гидроабразивной, и прочих видов резки металла внедрение современных информационных технологий - задача из числа самых актуальных. Понятно, что сокращение сроков подготовки программ раскроя, оптимальное размещение деталей на листе, меньший расход материала решающим образом повлияют на себестоимость и качество выпускаемой продукции. Одной из технологических операций, автоматизация которой особенно выгодна и широко распространена - раскрой листового материала. На сегодняшний день разработано и успешно используется несколько программных комплексов, которые помогают технологу эффективно решить эту задачу.

15. Обобщенная задача коммивояжера. Сведение задачи минимизации времени резки заготовок из листовых материалов к обобщенной задаче коммивояжера.
Обобщённая задача коммивояжёра — задача комбинаторной оптимизации, являющаяся обобщением хорошо известной задачи коммивояжёра. Исходными данными для задачи является множество вершин, разбиение этого множества на так называемые кластеры, а также матрица стоимостей перехода из одной вершины в другую. Задача заключается в нахождении кратчайшего замкнутого пути, который бы посетил по одной вершине в каждом кластере (существует также модификация, когда путь должен посетить хотя бы по одной вершине в каждом кластере).
В зависимости от свойств матрицы стоимостей, задача может быть симметричной, если матрица симметричная, или асимметричной в противном случае. Одним из наиболее часто рассматриваемых частных случаев симметричной задачи является евклидова или планарная задача, когда каждая вершина имеет свои координаты в пространстве, и стоимость перехода между вершинами соответствует евклидову расстоянию между соответствующими точками в пространстве.
Как и задача коммивояжёра, обобщённая задача коммивояжёра относится к классу NP-трудных задач. Для доказательства достаточно рассмотреть частный случай задачи, когда каждый кластер содержит ровно одну вершину, и задача сводится к простой задаче коммивояжёра, которая является NP-трудной.
К простейшим эвристическим методам решения обобщённой задачи коммивояжёра следует отнести жадный алгоритм, на каждом шаге выбирающий ребро наименьшей стоимости из множества рёбер, не нарушающих корректности решения, а также более эффективный метод ближайшего соседа (Nearest Neighbour), начинающий с произвольной вершины и на каждом шаге добавляющий к решению вершину, наиболее близкую к последней добавленной. Существуют также и другие эвристики, являющиеся модификациями известных эвристик для обычной задачи коммивояжёра.
В частности, часто используются следующие виды локального поиска:
2-opt, широко применяемый во многих задачах комбинаторной оптимизации, сводится к удалению двух рёбер из тура и вставке двух новых рёбер, не нарушающих корректности решения (в случае 2-opt вставляемые рёбра определены однозначно). Тур считается локальным минимумом, если в нём не существует ни одной пары рёбер, замена которых привела бы к улучшению решения.
3-opt подобен 2-opt, однако на каждом удаляется не два, а три ребра. В случае 3-opt, для восстановления корректности тура существует восемь нетривиальных способов вставки новых рёбер. Один из этих способов сохраняет направление каждого из фрагментов тура, что является важным свойством для асимметричных задач.
Существуют естественные модификации 2-opt и 3-opt алгоритмов, дополнительно включающие поиск оптимальных вершин внутри изменяемых кластеров.
«Insertion» является частным случаем 3-opt. На каждой итерации алгоритм удаляет вершину и пытается найти более выгодную для неё позицию.
Сложность алгоритма. Широко применяется модификация, рассматривающая вставку не только удалённой вершины, но и любой другой вершины соответствующего кластера.
Кластерная оптимизация — локальный поиск, специфичный для обобщённой задачи коммивояжёра. Суть алгоритма заключается в нахождении кратчайшего пути через заданную последовательность кластеров.

Что бы получить полный текст работы, Вы можете купить ее на этом сайте

Работы выполнена в 2018, объем составляет 23 страницы