[發(fā)明專利]基于組化技術(shù)的二維矩形件交互式排樣優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310512976.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103559554B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉強(qiáng);何霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04
• 代理公司: 佛山市禾才知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44379
• 代理人: 劉羽波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二維下料排樣優(yōu)化領(lǐng)域，尤其涉及基于組化技術(shù)的二維矩形件交互式排樣優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

所謂組化(Grouping)，即將具有相同或相似屬性的切片組合在一起交互式排樣。形成排樣方案后，在不破壞排樣約束的基礎(chǔ)上，支持手動(dòng)調(diào)整排樣方案。

傳統(tǒng)的排樣方法未考慮后續(xù)工藝、車(chē)間運(yùn)輸、車(chē)間調(diào)度等問(wèn)題，同規(guī)格的切片在切割方案中分布零散，切割線凌亂；生成后的排樣方案不能手動(dòng)調(diào)整，排樣方案人機(jī)交互差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于組化技術(shù)的二維矩形件交互式排樣優(yōu)化方法，旨在解決現(xiàn)有的技術(shù)未考慮后續(xù)工藝、車(chē)間運(yùn)輸、車(chē)間調(diào)度等問(wèn)題，同規(guī)格的切片在切割方案中分布零散，切割線凌亂；生成后的排樣方案不能手動(dòng)調(diào)整，排樣方案人機(jī)交互差的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于組化技術(shù)的二維矩形件交互式排樣優(yōu)化方法，該方法的步驟包括：

步驟一、組化過(guò)程：首先完成數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；

步驟二、組化過(guò)程：進(jìn)行切片矩形件的成組；

步驟三、組化過(guò)程：利用“最左最下優(yōu)化”的原則進(jìn)行下料排樣；

步驟四、基于切片組合的交互式排樣：支持操作人員能夠通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤(pán)方便地實(shí)現(xiàn)切片在原片上的添加、刪除、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)功能，并能方便地對(duì)排樣布局進(jìn)行放大、縮小；

步驟五、基于切片組合的交互式排樣：在對(duì)排樣布局進(jìn)行調(diào)整時(shí)，系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的碰撞檢測(cè)，自動(dòng)保證切片之間沒(méi)有重疊、切片不超出原片的邊緣；

步驟六、基于切片組合的交互式排樣：交互排樣完成后，以切割線總路徑為優(yōu)化目標(biāo)生成切割線及切割順序。

進(jìn)一步，本方法滿足“一刀切”工藝，即原料矩形件經(jīng)一次開(kāi)料后形成兩個(gè)切片矩形件；同批次、同規(guī)格的切片盡可能地排放在一起，以便于后續(xù)工藝及車(chē)間貨架運(yùn)輸。

進(jìn)一步，在步驟二和步驟三中分別采用深度遍歷和廣度遍歷的方式，將具有相同寬度或長(zhǎng)度的切片按“相同邊相接”的原則形成一系列組合，其中組合的寬度以原材料的寬度為限制，并且其中的切片允許旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，步驟五中假設(shè)矩形r1左下角的坐標(biāo)是(x1，y1)，寬度是w1，高度是h1；矩形2左下角的坐標(biāo)是(x2，y2)，寬度是w2，高度是h2。比較2個(gè)矩形中心點(diǎn)的坐標(biāo)在x和y方向上的距離與2個(gè)矩形寬度高度的關(guān)系，即可以判斷2個(gè)矩形是否有重疊。如果2個(gè)矩形有重疊，兩個(gè)矩形中心點(diǎn)在x方向的距離的絕對(duì)值小于矩形寬度和的二分之一，同時(shí)y方向的距離的絕對(duì)值小于矩形高度和的二分之一。下面是數(shù)學(xué)表達(dá)式：

x方向：|(x1+w1/2)-(x2+w2/2)|<|(w1+w2)/2|

y方向：|(y1+h1/2)-(y2+h2/2)|<|(h1+h2)/2|

在排樣軟件中，只需要將上面的條件轉(zhuǎn)換成代碼就可以實(shí)現(xiàn)矩形切片的碰撞檢測(cè)。當(dāng)對(duì)矩形切片進(jìn)行添加、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)操作時(shí)，操作完成后當(dāng)前矩形切片在原片坐標(biāo)系中的位置數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生變化，將新位置上的當(dāng)前切片與其他切片進(jìn)行碰撞檢測(cè)，如果未發(fā)生重疊并沒(méi)有超出原片的邊緣，則操作成功，更新排樣圖的數(shù)據(jù)；如果操作后當(dāng)前切片跟其他切片發(fā)生重疊或者超出了原片的邊緣，則該次操作將被取消。

進(jìn)一步，步驟六中切割線的生成方案如下：

(1)在所有橫向、縱向切割線中，離排樣圖左下角點(diǎn)距離最近的那條切割線作為第一條切割線，若該切割線方向?yàn)闄M向，則切割完該排樣圖的所有橫向切割線后再切割所有縱向切割線；若該切割線方向?yàn)榭v向，則切割完該排樣圖的所有縱向切割線后再切割所有橫向切割線，我們將切割線A→B作為第一條切割線。

(2)在切割橫向(縱向)切割線時(shí)，使刀具的行進(jìn)軌跡類似“S”折線，處在同一條直線上的切割線的切割方向應(yīng)該相同，記錄每次切割方向改變后的第一條切割線所在軸向數(shù)值為λ；未改變切割方向時(shí)優(yōu)先切割所在軸向數(shù)值小的切割線，并從離刀具較近的端點(diǎn)開(kāi)始，當(dāng)待切割的切割線中不存在軸向數(shù)值小于等于λ的切割線時(shí)改變切割方向。改變切割方向后，從待切割的切割線的符合切割方向的候選端點(diǎn)中選擇離刀具位置最近的端點(diǎn)作為下一次切割的起刀點(diǎn)(改變切割方向后選取下一個(gè)起刀點(diǎn)時(shí)，多條共線的切割線視為一條切割線)；切割完A→B后，在相同的方向上繼續(xù)切割C→D；改變切割方向，切割E→F；改變切割方向，切割G→H；改變切割方向，選擇離H端點(diǎn)最近的I點(diǎn)作為下一次切割的起點(diǎn)，切割I(lǐng)→J，然后切割所在軸向數(shù)值更小的K→L，然后切割M→N。再完成所有縱向切割線的切割，切割順序?yàn)锳→B，C→D；E→F；G→H；I→J，K→L，M→N；O→P，Q→R。