基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法及系统，涉及下料技术领域，其包括：将

【技术实现步骤摘要】
基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法及系统


[0001]本专利技术涉及下料
，特别是涉及一种基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着制造业飞速发展，尤其是智能制造等新的制造方式广泛应用于实际生产中
。
板材下料是多数生产制造企业的第一道工序，矩形件下料问题是板材下料中最常见的问题，下料结果的好坏直接影响着原材料的利用率，进而影响到企业的经济效益
。
[0003]为了提高材料利用率，工业上普遍采用人工排料或者使用各种类型的套料软件，目前矩形件的下料算法逐渐趋于成熟
。
在相关研究领域中，已经有大量研究人员使用
BL
算法
、BL
‑
F
算法
、
最低水平线算法
、
剩余矩形算法等定位算法进行样件在石板中的排料
。
在加入灰狼算法
、
蚁群算法
、
模拟退火算法等启发式算法和混合式算法对样件顺序进行优化，以求得利用率最大的一种布局方式
。
[0004]上述传统的下料方法虽然解决了材料利用率这一问题，但都是通过将样件排入石板中来实现下料的，下料方式单一，且利用率的提高只能通过优化样件的排入顺序的方式来实现，且在排入方式方面仍然存在很大的发展空间
。
此外，以传统的排入方式进行下料，边界判定较为复杂，且需要判断每一个矩形件与不规则母板的位置关系，大大增加了算法的复杂度
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法及系统，方案简单，没有复杂的边界判定，且优化效率高
。
[0006]一种基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法，其包括：
[0007]S1
，将
M
个待下料的矩形石板件的外围轮廓图作为拼接集；
[0008]S2
，对拼接集内各矩形石板件的外围轮廓图进行紧密拼接，得到拼接图；
[0009]S3
，将任一不规则石板的外围轮廓图在所述拼接图内进行运动；
[0010]S4
，基于顶点判定确定每个运动状态下落在不规则石板的外围轮廓图内的
N
个矩形石板件的外围轮廓图：
[0011]若矩形石板件的外围轮廓图的顶点均位于不规则石板的外围轮廓图内，则矩形石板件的外围轮廓图落在不规则石板的外围轮廓图内，若矩形石板件的外围轮廓图的至少一个顶点不位于不规则石板的外围轮廓图内，则矩形石板件的外围轮廓图不落在不规则石板的外围轮廓图内；
[0012]判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否位于不规则石板的外围轮廓图内，具体为：
[0013]S41
，判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否与不规则石板的外围轮廓图的顶点重合，若重合，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若不
重合，则执行
S42
；
[0014]S42
，判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否在不规则石板的外围轮廓图的边上，若在，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若不在，则执行
S43
；
[0015]S43
，以矩形石板件的外围轮廓图的顶点为原点朝随机方向引一条射线，若射线通过不规则石板的外围轮廓图的顶点，则定义该顶点位于射线的上方，若不规则石板的外围轮廓图的边的两个顶点位于射线的同一侧，则射线不穿越边，若不规则石板的外围轮廓图的边的两个顶点不位于射线的同一侧，则射线穿越边；
[0016]S44
，判断射线穿越边的数量，若射线穿越边的数量为奇数，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若射线穿越边的数量为偶数，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点不位于不规则石板的外围轮廓图内；
[0017]S5
，分别计算每个运动状态下
N
个矩形石板件的外围轮廓图的面积之和，得到每个运动状态下不规则石板的填充面积；
[0018]S6
，将不规则石板的填充面积的最大时，落在不规则石板内的
N
个矩形石板件的外围轮廓图作为不规则石板的下料方案；
[0019]S7
，令
M
＝
M
‑
N
；
[0020]S8
，对
M
进行判断，若
M
＞0，则将
N
个矩形石板件的外围轮廓图在所述拼接集中剔除以更新所述拼接集并返回至
S2
；若
M≤0
，则结束，得到全部的下料方案
。
[0021]优选地，
S2
包括；
[0022]S21
，构建坐标系和水平线集；初始状态下的水平线集中只有一条水平线，为坐标系的
x
轴；
[0023]S22
，令
i
＝1并选择任一矩形石板件的外围轮廓图，
i∈M
；
[0024]S23
，选取所述水平线集中距离
x
轴最近的水平线作为初始线集，将所述初始线集中距离
y
轴最近的水平线作为基础水平线；
[0025]S24
，若所述基础水平线的长度大于矩形石板件的外围轮廓图的长度，则执行
S25
，否则执行
S26
；
[0026]S25
，将矩形石板件的外围轮廓图放置在基础水平线距离
y
轴最近的一端，并执行
S27
；
[0027]S26
，将距离所述基础水平线最近且高度大于所述基础水平线的水平线作为校正水平线，将矩形石板件的外围轮廓图放置在校正水平线距离
y
轴最近的一端；
[0028]S27
，对
i
进行判断，若
i≥M
，则得到所述拼接图，若
i
＜
M
，则将矩形石板件的外围轮廓图的底边作为水平线对所述水平线集进行更新，并令
i
＝
i+1
且选择其他的矩形石板件的外围轮廓图后返回至
S23。
[0029]优选地，
S3
包括：
[0030]S31
，将不规则石板的外围轮廓图放置在所述拼接图的最底端；
[0031]S32
，将不规则石板的外围轮廓图从左至右按照设定步长进行滑动；
[0032]S33
，将不规则石板的外围轮廓图分别进行
45
°
、90
°
、135
°
和
180
°
的旋转并重复
S31...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法，其特征在于，其包括：
S1
，将
M
个待下料的矩形石板件的外围轮廓图作为拼接集；
S2
，对拼接集内各矩形石板件的外围轮廓图进行紧密拼接，得到拼接图；
S3
，将任一不规则石板的外围轮廓图在所述拼接图内进行运动；
S4
，基于顶点判定确定每个运动状态下落在不规则石板的外围轮廓图内的
N
个矩形石板件的外围轮廓图：若矩形石板件的外围轮廓图的顶点均位于不规则石板的外围轮廓图内，则矩形石板件的外围轮廓图落在不规则石板的外围轮廓图内，若矩形石板件的外围轮廓图的至少一个顶点不位于不规则石板的外围轮廓图内，则矩形石板件的外围轮廓图不落在不规则石板的外围轮廓图内；判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否位于不规则石板的外围轮廓图内，具体为：
S41
，判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否与不规则石板的外围轮廓图的顶点重合，若重合，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若不重合，则执行
S42
；
S42
，判断矩形石板件的外围轮廓图的顶点是否在不规则石板的外围轮廓图的边上，若在，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若不在，则执行
S43
；
S43
，以矩形石板件的外围轮廓图的顶点为原点朝随机方向引一条射线，若射线通过不规则石板的外围轮廓图的顶点，则定义该顶点位于射线的上方，若不规则石板的外围轮廓图的边的两个顶点位于射线的同一侧，则射线不穿越边，若不规则石板的外围轮廓图的边的两个顶点不位于射线的同一侧，则射线穿越边；
S44
，判断射线穿越边的数量，若射线穿越边的数量为奇数，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点位于不规则石板的外围轮廓图内，若射线穿越边的数量为偶数，则矩形石板件的外围轮廓图的顶点不位于不规则石板的外围轮廓图内；
S5
，分别计算每个运动状态下
N
个矩形石板件的外围轮廓图的面积之和，得到每个运动状态下不规则石板的填充面积；
S6
，将不规则石板的填充面积的最大时，落在不规则石板内的
N
个矩形石板件的外围轮廓图作为不规则石板的下料方案；
S7
，令
M
＝
M
‑
N
；
S8
，对
M
进行判断，若
M
＞0，则将
N
个矩形石板件的外围轮廓图在所述拼接集中剔除以更新所述拼接集并返回至
S2
；若
M≤0
，则结束，得到全部的下料方案
。2.
根据权利要求1所述的基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法，其特征在于，
S2
包括；
S21
，构建坐标系和水平线集；初始状态下的水平线集中只有一条水平线，为坐标系的
x
轴；
S22
，令
i
＝1并选择任一矩形石板件的外围轮廓图，
i∈M
；
S23
，选取所述水平线集中距离
x
轴最近的水平线作为初始线集，将所述初始线集中距离
y
轴最近的水平线作为基础水平线；
S24
，若所述基础水平线的长度大于矩形石板件的外围轮廓图的长度，则执行
S25
，否则
执行
S26
；
S25
，将矩形石板件的外围轮廓图放置在基础水平线距离
y
轴最近的一端，并执行
S27
；
S26
，将距离所述基础水平线最近且高度大于所述基础水平线的水平线作为校正水平线，将矩形石板件的外围轮廓图放置在校正水平线距离
y
轴最近的一端；
S27
，对
i
进行判断，若
i≥M
，则得到所述拼接图，若
i
＜
M
，则将矩形石板件的外围轮廓图的底边作为水平线对所述水平线集进行更新，并令
i
＝
i+1
且选择其他的矩形石板件的外围轮廓图后返回至
S23。3.
根据权利要求1所述的基于不规则石板动态滑动的矩形件下料方法，其特征在于，
S3
包括：
S31
，将不规则石板的外围轮廓图放置在所述拼接图的最底端；
S32
，将不规则石板的外围轮廓图...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭保苏，孙万诚，王永春，马健明，吴凤和，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：