О моделировании процесса тепловой резки плоского материала на фигурные заготовки и его цифровом двойнике на основе воксельного представления информации

М. А. Верхотуров, Г. Н. Верхотурова, Н. К. Ханнанов

Аннотация


В работе рассматривается проблема построения цифрового двойника (ЦД) процесса тепловой резки листового материала, происходящего при раскрое с использованием лазерного, газового и т. п. оборудования. Целью построения такого ЦД является решение задачи оптимизации пути режущего инструмента с учетом термических воздействий на раскраиваемый материал. Приведена постановка задачи. Предложен подход моделирования изменения температуры раскраиваемого материала на базе воксельного представления информации. Приведены результаты вычислительного эксперимента.

Ключевые слова


маршрутизация; цифровой двойник; фигурный раскрой; термические воздействия; задача коммивояжёра, воксель

Литература


Wilkins J 2017 How Industry 4.0 Impacts Globalization [Online] Available: https://www.manufacturingglobal.com/technology/how-industry-40-impacts-globalisation [Accessed 06.04.2021].

Davis N (2016). What is the Fourth Industrial Revolution? [Online] Available: https://www.weforum.org/agenda/2016/01/what-is-the-fourth-industrial-revolution [Accessed 06.04.2021].

Wäscher G., Haußner H., Schumann H. “An improved typology of cutting and packing problems” // European Journal of Operational Research. 2007. No. 183, pp. 1109-1130. DOI 10.1016/j.ejor.2005.12.047. EDN XZYQBZ.

Yang W., Zhao Y., Jie J., Wang W. “An effective algorithm for tool path airtime optimization during leather cutting” // Advanced Material Research. 2010. Pp. 373-377. DOI 10.4028/www.scientific.net/AMR.102-104.373.

Tavaeva A., Petunin A., Ukolov S., Krotov V. “A cost minimizing at laser cutting of sheets parts on CNC machines” // Communications in Computer and Informational Science. 2019. Pp.422-437. DOI 10.1007/978-3-030-33394-2_33. EDN HEZGLB.

Tavaeva A. F., Petunin A. A., Polishchuk E. G. “Methods of cutting cost minimizing in problem of tool route optimization for CNC laser machines” // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. DOI 10.1007/978-3-030-22063-1_48. EDN KFLJNL.

Petunin A. A. “General model of tool path problem for the CNC sheet cutting machines” // IFAC-PapersOnLine. 2019. Vol. 52 (13), pp. 2662-2667. DOI 10.1016/j.ifacol.2019.11.609. EDN FCDGEP.

Petunin A. A., Polishuk E. G., Chentsov A. G., Chentsov P. A., Ukolov S. S. “About some types of constraints in problems of routing” // AIP Proc. Int. Conf. 2016. Vol. 1789. 060002. DOI 10.1063/1.4968494. EDN XNCCYP.

Chentsov A. G., Chentsov P. A., Petunin A. A., Sesekin A. N. “Model of megapolises in the tool path optimization for CNC plate cutting machines” // International Journal of Production Research. 2018. 56(1). DOI 10.1080/00207543.2017.1421784. EDN MAQOVV.

Verkhoturov M., Petunin A., Verkhoturova G., Danilov K., Kurennov D. “The 3D object packing problem into a parallelepiped container based on discrete-logical representation” // IFAC-PapersOnLine 49 (12), 2016, 1-5. DOI 10.1016/j.ifacol.2016.07.540. EDN XFMPKJ.

Verkhoturov M. et al. “Digital twin of the process of thermal cutting of flat material into figured parts” // ICCS-DE. 2021, pp. 209 219. DOI 10.47350/ICCS-DE.2021.16.

Верхотуров М. А. Задача нерегулярного раскроя фигурных заготовок оптимизация размещения и пути режущего инструмента // Вестник УГАТУ. 2007. Т. 9, № 2 (20). С. 106-118. EDN IBJMQX. [[ Verkhoturov M. A. “The problem of irregular cutting of shaped blanks: optimization of placement and path of the cutting tool” // Bulletin of Ufa State Agrarian University. 2007. Vol. 9, no. 2 (20), pp. 106-118. EDN IBJMQX. (In Ruussian). ]]

Верхотуров М. А., Верхотурова Г. Н. О предварительной обработке информации о заготовках в задачах плоского фигурного раскроя // СИИТ. 2023. Т. 5, № 1(10). С. 25-33. EDN BOPKWP. [[ Verkhoturov M. A., Verkhoturova G. N. “On preliminary processing of information about blanks in problems of flat figured cutting” // SIIT. 2023. Vol. 5, no. 1(10), pp. 25-33. EDN BOPKWP. (In Ruussian). ]]

Верхотуров М. А., Верхотурова Г. Н. Об одном способе построения No-Fit Polyhedron при решении задачи плотного размещения трёхмерных объектов // СИИТ. 2023. Т. 5, № 6(15). С. 50-56. EDN WVTNES. [[ Verkhoturov M. A., Verkhoturova G. N. “On one method of constructing No-Fit Polyhedron when solving the problem of dense placement of three-dimensional objects” // SIIT. 2023. Vol. 5, no. 6(15), pp. 50-56. EDN WVTNES. (In Ruussian). ]]

Петунин А. А. Оптимизационные и геометрические проблемы интегрированной задачи нерегулярного 2d раскроя и маршрутизации // СИИТ. 2025. Т. 7, № 1(20). С. 28-39. EDN KJONDW. [[ Petunin A. A. “Optimization and geometric problems of the integrated problem of irregular 2d cutting and routing” // SIIT. 2025. Vol. 7, no. 1(20), pp. 28-39. EDN KJONDW. (In Ruussian). ]]


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2025 М. А. Верхотуров, Г. Н. Верхотурова, Н. К. Ханнанов