【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及数据处理。更具体地，本专利技术涉及一种基于人工智能的工件钻孔路径生成方法及系统。
技术介绍
1、随着人民生活水平的不断提高，对居住环境和家具的要求也随之提高，很多开发商新建的小区楼盘都是以精装房来交楼，几乎都会采用统一标准的定制家具，因此定制板式家具行业得到蓬勃发展。一个板式家具往往由多个加工过的板材组装而成，因此，在制造板式家具时，通常需要在各个板材上进行钻孔，以便于板材之间的拼接或安装其他部件。
2、目前，对板材钻孔的方式是通过钻孔设备进行钻孔，如图1所示，现有的钻孔设备包括用于水平放置板材的支撑架3，在对板材进行钻孔时用于对板材进行固定的夹手4，设置在支撑架上方的若干个龙门1，在龙门上设置有若干个机头2，每个机头上设置一个钻包，一个钻包由多组钻头组成，不同组的钻头用于对板材的不同表面进行钻孔；在钻孔时通过龙门和钻包的移动，使钻头对准相应的孔位，从而完成钻孔动作；随着板式家具生产厂家的订单激增，与生产规模的不断增长，对板材钻孔的精度和效率提出越来越高的要求。为了提高钻孔效率，通常采用的做法是对钻孔路径进行优化，现有的优化方法是首先依据孔位信息和钻头配置信息获取所有可能的钻孔动作，采用贪心算法对钻孔动作进行筛选，即优先选取对应的孔位多的钻孔动作，但是采用该方法会导致总的钻孔数量不能减到最少，加工效率仍然较低。
技术实现思路
1、为解决采用现有的钻孔路径优化方法进行钻孔时钻孔效率较低的技术问题，本专利技术在如下的多个方面中提供方案。
2、
3、依据待加工的孔位信息和钻包上的钻头信息，获取最小动作集合；所述最小动作集合是指钻孔动作的个数最少且涵盖所有待加工的孔位的钻孔动作组成的集合；
4、利用蚁群算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序，使得所述最小动作集合中的各个钻孔动作执行完毕后钻孔设备机头的总加工时长最短，获取第一排序结果；利用遗传算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序，使得所述最小动作集合中的各个钻孔动作执行完毕后钻孔设备机头的总加工时长最短，获取第二排序结果；
5、比较所述第一排序结果对应的钻孔设备机头的总加工时长与所述第二排序结果对应的钻孔设备机头的总加工时长，选取所述总加工时长较小的排序结果作为最优排序结果，并将所述最优排序结果对应的所述机头的移动路径作为工件钻孔路径；所述钻孔设备机头的总加工时长等于龙门移动的总时长、机头在龙门上移动的总时长、夹手移动总时长以及钻孔动作总钻孔时长之和。
6、其有益效果为：本专利技术的方法在获取工件钻孔路径时，通过获取最小动作集合，从而在保障覆盖所有待加工孔位的基础上，减少钻孔动作，从而提高钻孔效率；在获取最小动作集合后分别利用蚁群算法和遗传算法对各个钻孔动作进行排序，并选择最佳的排序结果作为最终的排序结果，从而确定出最佳的钻孔路径，使得钻孔设备的机头在对所有孔位钻孔完成后，钻孔设备机头的总加工时长最短，从而进一步提高钻孔效率减小钻孔设备的能耗。因此，采用本专利技术的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法可大大提高工件钻孔的效率，并大大减小钻孔设备的能耗。
7、在一个实施例中，对于某个钻孔动作排序结果，所述夹手移动总时长的确定方法包括：
8、生成每个钻孔动作的夹手安全区域；所述夹手用于在钻孔时对板材进行夹持，以对其固定；
9、利用每个钻孔动作对应的夹手安全区域，对该钻孔动作排序结果中相邻钻孔动作的夹手安全区域连续求交集，得到各个最优夹手安全区域；
10、将所述最优夹手安全区域作为相应钻孔动作对应的夹手布设位置；
11、依据各个夹手布设位置和夹手移动速度计算夹手移动总时长。
12、其有益效果为：通过确定出最优夹手安全区域，在钻孔时将夹手设置在最优夹手安全区域，从而可在避免钻头与夹手发生碰撞，破坏夹手，保障钻孔动作的安全性的基础上减小夹手位置更换的次数，提高加工效率。
13、在一个实施例中，所述利用蚁群算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：选择起点，分别使n只蚂蚁遍历所有节点，并统计蚁群的最好成绩；蚁群算法的信息素矩阵为n阶，蚂蚁在寻找食物时途径的节点为各个钻孔动作的机头位置坐标；所述n的取值为所述最小动作集合中的动作总个数；钻孔动作的机头位置坐标是指在进行钻孔动作时，机头的位置坐标；蚁群的最好成绩是指所述钻孔设备机头的总加工时长最短的蚂蚁对应的成绩；
14、若蚁群的最好成绩未达标，改变遍历所有节点的路径，重新统计蚁群的最好成绩，并更新信息素矩阵；否则，依据最好成绩对应的蚂蚁爬行路径获取所述第一排序结果。
15、其有益效果为：在利用蚁群算法对所述最小动作集合中的打孔动作进行排序时，通过同时派出n只蚂蚁进行寻径，可大大提高获取第一排序结果的效率，进而提高工件钻孔路径的生成效率。
16、在一个实施例中，所述利用遗传算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：
17、依据所述最小动作集合，按照预设生成规则生成初始种群，所述初始种群中包括至少两个个体，一个钻孔动作排序方案为一个个体，每个钻孔动作排序方案包含所有钻孔动作；计算种群中每个个体的适应度值；
18、迭代地对所述初始种群中的个体进行选择、交叉和变异操作，直至满足终止条件；在终止迭代后输出适应度最高的个体，将适应度最高的个体对应的钻孔动作排序方案作为钻孔动作排序结果。
19、在一个实施例中，所述生成规则，包括以下至少一个规则：
20、生成规则一、固定所述工件所需的所有钻孔动作中的第一动作，再依次随机选取后续动作，直至所有动作被选完；
21、生成规则二、固定所述工件所需的所有钻孔动作中的第一动作，再利用贪心算法依次选取后续动作，直至所有动作被选完；
22、生成规则三、对所述工件所需的所有钻孔动作随机排序；
23、生成规则四、随机选取所述工件所需的所有钻孔动作中的第一动作，再利用贪心算法依次选取后续动作，直至所有动作被选完。
24、在一个实施例中，所述获取最小动作集合包括：
25、依据待加工的孔位信息和钻包上的钻头信息生成孔位与适配钻头对应表，所述孔位与适配钻头对应表用于表征各个待加工孔位所适配的所有钻头；
26、将所述孔位与适配钻头对应表中钻包坐标相同的孔位合并为同一个钻孔动作，从而得到动作集合表；
27、利用最小集合覆盖问题化简所述动作集合表，从而获取最小动作集合。
28、其有益效果为：在获取最小动作集合时，首先获取孔位与适配钻头对应关系，并依据孔位与适配钻头对应关系对打孔动作进行合并，从而大大减少打孔动作的个数，最后利用最小集合覆盖问题对打孔动作进行筛选，除去多余的打孔动作，从而进一步减少打孔动作的个数，以便提高打孔效率。
29、在一个实施例中，所述利用最小集合覆盖问题化简所述动作集合表包括：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，对于某个钻孔动作排序结果，所述夹手移动总时长的确定方法包括：
3.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述利用蚁群算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：选择起点，分别使N只蚂蚁遍历所有节点，并统计蚁群的最好成绩；蚁群算法的信息素矩阵为N阶，蚂蚁在寻找食物时途径的节点为各个钻孔动作的机头位置坐标；所述N的取值为所述最小动作集合中的动作总个数；钻孔动作的机头位置坐标是指在进行钻孔动作时，机头的位置坐标；蚁群的最好成绩是指所述钻孔设备机头的总加工时长最短的蚂蚁对应的成绩；
4.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述利用遗传算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：
5.如权利要求4所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述生成规则，包括以下至少一个规则：
6.如权利要求1～5任意一项所述的基于人工智能的
7.如权利要求6所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述利用最小集合覆盖问题化简所述动作集合表包括：
8.如权利要求7所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述化简后的动作-孔位对应表获取方法包括：
9.如权利要求6所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述生成孔位与适配钻头对应表包括：
10.一种基于人工智能的工件钻孔路径生成系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现权利要求1～9任意一项所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，对于某个钻孔动作排序结果，所述夹手移动总时长的确定方法包括：
3.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述利用蚁群算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：选择起点，分别使n只蚂蚁遍历所有节点，并统计蚁群的最好成绩；蚁群算法的信息素矩阵为n阶，蚂蚁在寻找食物时途径的节点为各个钻孔动作的机头位置坐标；所述n的取值为所述最小动作集合中的动作总个数；钻孔动作的机头位置坐标是指在进行钻孔动作时，机头的位置坐标；蚁群的最好成绩是指所述钻孔设备机头的总加工时长最短的蚂蚁对应的成绩；
4.如权利要求1所述的基于人工智能的工件钻孔路径生成方法，其特征在于，所述利用遗传算法对所述最小动作集合中的钻孔动作进行排序包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：曾晶，陈宏，甘珍华，黄谦，梁浩伟，
申请(专利权)人：南兴装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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