论文总字数：24917字

摘 要

纸盒是日常生活中包装行业常用的一种包装容器类型。为了加速包装行业当中对于产品包装设计的智能化进程，本文主要设计了一个能够智能优化产品包装盒二维设计方案的框架。该框架可以根据待包装产品的几何数据，生成包装盒的平面结构和折叠信息，实现对包装盒的折叠仿真，研究出一套包装盒设计的评估参数，进而实现了对于产品包装盒几何平面结构的优化，能够保证在成本可控和可制造的条件下设计出最符合用户要求的包装方案。

本文的主要工作是对包装盒进行几何分析，构建包装纸盒的平面模板结构，提出以基于组件组合的方式随机生成包装盒平面模板的框架；描述了以平面模板为核心的折叠算法，能够使用户直观地观察纸盒折叠的过程和轨迹；对评价纸盒设计的评估参数进行了分析和设计，提出了相关特性评估参数的计算和建模方式；同时针对用户输入，给出了在用户指定情况下的优化匹配算法。最后，本文主要利用Qt和OpenGL完成了智能包装系统在Windows平台上的软件实现，能够提供易于操作和交互的用户界面和直观明了的绘制显示功能。本文最后展示了软件实验结果，展示了不同纸盒盒型的折叠过程以及特性评估参数数据并对系统软件运行的时间进行了测试和分析。

关键词： 包装盒设计、折叠仿真、设计空间优化

Abstract

Carton is a kind of packaging container which is broadly used in the packaging industry and daily life. To accelerate the intelligent product packaging design process of the packaging industry, an intelligent carton design framework was proposed in this work. The framework can optimize the 2D pattern design of the carton intelligently. It can generate the flat structure and folding information of the cartons according to the geometric shapes of the product to be packaged. Based on these data, it can realize the fold simulation of cartons. Furthermore, the framework is able to output the optimal carton design scheme which is cost-controllable, manufacturable and meets the user requirement. The optimization of the carton flat geometry structure is realized based on a set of evaluation parameter presentations of the carton design.

The mainly work is described as follows. The first task is to analysis the carton geometry and construct the 2D pattern structure of cartons. Then a 2D pattern random generator framework based on component combination is proposed. A folding simulation algorithm is presented to provide a visual folding process for the users to observe the fold operations of the cartons. Besides the pattern generator and folding displayer, the computation algorithm of evaluation parameters is designed based on the analysis of carton properties. The framework also includes the optimal matching algorithm which specified with the user input. Finally, the whole carton design system is realized on the windows platform with the use of Qt and OpenGL. The system provides easy-to-operate and interactive user interface and great display function for the users. The framework experimental result is described at last. It displays the folding processes and the evaluation parameter data of different kinds of cartons. The operation time of this framework working time is also tested and described.

KEY WORDS: Carton Design, Fold Simulation, Design Space Exploration

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 2

1.1 课题背景与意义 2

1.2 文献综述 2

1.2.1 纸盒设计与折叠仿真 2

1.2.2 设计空间优化 2

1.3 课题研究内容 2

第二章 包装盒几何模型分析与平面模式构建 4

2.1 包装盒主干结构分析与设计 4

2.2 包装盒封装结构分析与设计 5

2.2.1 糊头结构 5

2.2.2 摇盖（双保险）插入式结构 6

2.2.3 别插自锁底式结构 7

2.3 包装盒平面几何模板生成 8

2.3.1 随机添加封装结构 8

2.3.2 纸盒方向和参数确定 9

2.3.3 缝合平面模板 9

2.4 包装盒折叠仿真设计与实现 10

2.4.1 折叠树设计 10

2.4.2 折叠顺序算法设计与折叠绘制 11

第三章 包装盒几何优化方案 14

3.1 包装盒设计评估参数设计与建模 14

3.1.1 材料耗费 amp; 结构稳定性 14

3.1.2 折叠难度 15

3.2 包装盒数据存储和读取与盒型库建立 17

3.2.1 数据存储和读取 17

3.2.2 生成盒型库 17

3.3 包装盒自动优化算法设计与实现 18

3.3.1 优化算法 18

第四章 软件实验结果 19

4.1 软件界面 19

4.2 不同盒型折叠过程 20

4.3 不同盒型的特性参数结果 22

4.4 不同大小样本空间的运算速率分析 25

第五章 结论 28

致谢 29

参考文献 30

引言

课题背景与意义

商品从厂家生产出来到送达消费者这一段过程当中，必然都要经过许多的物流运输过程，要经过包装、运输、储存、销售等各个环节。而在这整个过程当中，为了在流通过程中保护产品的安全以及达到促进销售的目的，产品的包装设计是最为关键的一部分。

包装设计当中，包装容器是至关重要的，其结构稳定性和尺寸大小能够直接影响产品在运输过程中的安全性。包装容器的选择多种多样，例如瓦楞纸盒、木箱、塑料容器、金属瓶罐以及包装袋等等，其中纸质容器是在包装行业当中占主流地位的一种。瓦楞纸盒主要的优点是能够方便机械化的生产和印刷，封装和取货方便，材料成本低廉，应用十分广泛，是非常合适的研究对象。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：24917字