[發明專利]一種考慮刀具壽命的刀具配置方法

在審

• 申請號: 202210373140.8
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114781081A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 黎展滔;肖志曉;彭乘風;陳慶新;毛寧;徐國寧
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/04;G06F119/02
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 張燕玲

1.一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、根據歷史數據，整理出刀具配置所需的基本信息，將停機時間和換刀時間折算成成本；

步驟2、隨機生成任務順序和任務加工工時，初始化刀庫狀態為空；

步驟3、確定求解問題的約束，并構建求解模型；

步驟4、采用貪心策略進行刀具配置，從第0個任務開始，判斷任務所需刀具類型并添加進刀庫中，直至刀庫刀位均被裝滿；

步驟5、啟動加工，至刀庫中刀具無法滿足下個加工任務時，停機，進行換刀決策；

步驟6、依據單個任務平均加工成本的決策指標，確定本次停機換刀所覆蓋的待加工任務序列長度，求解換刀的具體信息并進行換刀決策；

步驟7、再次啟動加工，至刀庫中刀具無法滿足下個任務加工時，進行步驟6，直至任務序列中任務加工完畢；

步驟8、計算停機、使用新刀和換刀的總成本，輸出刀具配置結果。

2.根據權利要求1所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟1中刀具配置所需的基本信息包括刀具類型、刀具初始使用壽命、刀庫容量、停機時間、新刀成本、換刀時間。

3.根據權利要求1所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟3中求解問題的約束至少包括：

(1)刀位刀具裝載數量約束，一個刀位最多只能裝載一把刀具；

(2)加工任務前后刀具壽命約束，停機換刀前，加工后刀具壽命不能大于加工前的刀具壽命；

(3)加工任務的刀具壽命約束，加工任務刀具的剩余壽命要大于等于任務所需壽命；

(4)任務需求刀具數量約束，一個任務只需要一把刀具進行加工。

4.根據權利要求1所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特種在于，所述步驟6的具體方法為：

(1)獲取刀庫中的刀具信息、暫存區刀架上已使用過的刀具信息，采用貪心策略，求解此次換刀可加工的最大任務數，確定搜索范圍；

(2)遍歷搜索范圍內任務的加工需求，以本次換刀的最優單個任務平均成本最優為決策目標，求解換刀的具體信息；

(3)根據步驟(2)的求解結果作為換刀依據，停機，進行換刀決策。

5.根據權利要求4所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟(2)求解換刀的具體信息的方法為：

①在本次換刀過程中，求解刀庫中刀具的移除優先級，需要裝載進刀庫中刀具的優先級；

②根據移除優先級，裝載優先級求解換刀信息，計算在本次搜索中的換刀成本；

③對比搜索范圍中單個任務平均加工成本，取最優的決策目標作為此次換刀依據。

6.根據權利要求5所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟①中求解刀庫中刀具的移除優先級的具體方法為：獲取刀庫中達到報廢狀態的刀具信息，將此類刀具列入移除列表，并將移除優先級設定為1；獲取刀庫中未報廢的但后續任務不需用到的刀具信息，將此類刀具列入移除列表，并將移除優先級設定為2；獲取刀庫中未報廢的后續任務需用到的刀具信息，將此類刀具列入移除列表，計算此類刀具的移除優先級。

7.根據權利要求5所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述步驟①中求解本次換刀過程中需要裝載進刀庫中刀具的優先級的具體方法為：根據刀架的刀具信息，確認本次換刀可插入的已使用過刀具信息，并將此類刀具列入插入列表；確認剩下任務所需使用的新刀具，并將此類刀具列入插入列表。

8.根據權利要求6所述的一種考慮刀具壽命的刀具配置方法，其特征在于，所述計算刀庫中未報廢的后續任務需用到的刀具的移除優先級的具體方法為：

優先級＝3+下一個用到此刀具序號/任務數。