[發明專利]優化主要是木頭的自然材料制成的扁平產品的切割的方法，以及用于實現該方法的系統

在審

• 申請號: 201680060237.6
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN108351632A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: P·施麥林加
• 申請（專利權）人: 拜爾泰克集團股份公司
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401;B26D5/00;B27B1/00
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

在切割扁平產品(3)時，限定產品(3)的一組希望的形狀和尺寸。首先，掃描材料(1)的至少一個表面；掃描材料(1)的可用表面的邊界集。可由放射性掃描，優選借助于CT掃描儀(8)來補充光學掃描。缺陷(2)在掃描的圖像中標識，且對它們分配位置。權重系數分配給來自產品(3)的一組希望的形狀和尺寸的各個元素。產生切割規劃(4)；該規劃(4)限定了個體扁平產品(3)的邊界，其中限定了關于材料(1)的具有標識的缺陷(2)的位置。希望的產品(3)的分布的優化以如下目標來實現：實現給定產品(3)的權重系數乘以產品(3)的數量的和的最高，而不需要切割出來自一組希望的產品(3)的所有元素。隨后使用切割機(6)來切割產品(3)；該機器(6)切割材料(1)而沒有關于相鄰產品(3)的切割線的相互位置的任何限制。

技術領域

本發明涉及來自自然材料的扁平產品的切割的優化，該扁平產品具有或者可具有表面和/或內部不規則或缺陷，由此這些不規則首先被檢測，之后將這些不規則考慮在內而設計切割規劃。本發明公開了用于優化扁平自然中間產品—主要是木板，石板，皮革等等—的切割的系統。

背景技術

在同質材料的切割期間，進行優化以確保可用的材料被使用而沒有無用的廢料。例如根據WO2014174147A1，已知諸如各種輪廓的桿狀材料、管或樹干的分割(其被分割成希望的長度)期間的一維優化。二維優化也是已知的，其中尋求希望的產品—例如，服裝行業中的剪裁料—在中間產品的可用表面上的優化分布。在材料非同質的情況下，當其具有在切割規劃中希望規避的自然缺陷從而使它們不成為切割產品的一部分時，情況更加復雜。根據FR2935923A1的解決方案建議沿著木材的截面縱向切割，然而這并不允許將切割的木板的表面上出現的缺陷考慮在內。公開RU2009107949A公開了借助于多個鋸條的切割，其中產品的分布由計算機優化，但其中，其并未將缺陷的分布考慮在內，而這會導致切割受損的廢料產品。

已知這樣的優化方法，其中根據預設標準，自然中間產品的表面被掃描，且不規則或缺陷在其中被檢測—例如根據CN203999642U，CN102508938A的方法。這些缺陷在隨后的優化期間被視為分割的必要邊界。在這樣的處理中，所得到的切割的扁平產品不具有在之前的步驟中檢測到的缺陷。這樣的處理的缺點是即便其帶來材料的可用表面的較高的使用程度，該狀態通常并不是最經濟和有效的材料使用。

在方法中，借助于X射線檢測木材中的內部缺陷，且基于檢測的損傷的空間分布來設定木材的切割的角度和方向。這樣的方法在公開CA2590347A1，CA2714323A1，EP2202039A1，EP2228183A2，WO9105245A1中公開，其中，限定了木材的三維結構的圖像由X線斷層攝影術產生。雖然計算機X線斷層攝影術的準確性不斷增加，但產生的圖像并不能在切割木材產生的的木板的評估期間可靠地使用；木板并不能被放射性地掃描，且在木材的規劃切割與實際切割之間存在偏差；X線斷層攝影術，例如，并不檢測與希望的顏色的偏差。為了確定最終產品的質量，其是重要的。

根據公開FR2779378A1的方法涉及識別木板中的缺陷，且之后跟隨其的是將木頭切割成規避之前識別的缺陷的板，且之后板被切割成單獨的產品。因為根據該方法的圓鋸僅僅可以直線切割，該解決方案僅僅可用于具有相同的均勻寬度的產品的情形中(圖1)。切割成均勻寬度的板之后的優化則被窄化為一維優化。具有較小的寬度的產品可從給定寬度的板切割出來，但是這會產生另一廢料。在實踐中，需要具有各種尺寸的產品；從經濟和表面可用性的觀點來看，繞開之前識別的缺陷將木板切割成板并不足夠有效。

已知的優化方法導致較大量的小產品的產生，因為可用表面上的小產品的重復可靠地實現表面的更高的使用程度，但這并不會導致木頭材料在經濟方面和生態方面最合適的使用。更有效的優化是希望的但未知，在此優化期間，以可能的最高的經濟和生態效果使用可用的材料。

發明內容