[发明专利]一种基于临界多边形板材自动排样方法

说明书

本发明公开了一种基于临界多边形板材自动排样方法，所述方法包括以下步骤：读取零件CAD图纸，识别并储存各个零件信息；通过移动碰撞法和明可夫斯基矢量和法求取各个零件之间临界多边形；基于求取的临界多边形确定每个待排零件可排放点；利用遗传算法对零件排料顺序进行全局优化搜索，从而确定零件的最优排放顺序。本发明相对于传统板材自动排料，提高板材利用率，减少零件排样时间，而且还考虑到零件孔洞等复杂信息，本方法更加实用性，稳定性。

技术领域

本发明涉及计算机辅助排料领域，尤其涉及一种基于临界多边形板材自动排样方法。

背景技术

排样问题是将生产中一些组成产品的零件、材料通过一定的方法和约束放置在规定的原材料内，使零件或材料保持完整的同时尽可能节省原材料的使用。随着工业的发展和科技的进步，越来越多的资源被用于工业生产，而节约资源、降低生产成本在当今社会越来越被推崇。

对于排样来说，早期主要通过人工的方法，这种方法不但无法节约原材料，而且花费更多时间。而由计算机辅助排样的方法能够解决传统人工方法的问题，所以逐渐成为工业生产的主流。

目前自动排样研究大多在服装设计上，对板材自动排样研究较少，而且在板材自动排样研究上更多采用矩形拟合的方法，即先求出每个零件的最小包络矩形，然后对矩形进行排样，最后进行挤压优化排样结果，把不规则件排样问题转化为矩形排样问题。这种排样方法虽然时间快，但板材利用率会很低。

发明内容

本发明提供了一种基于临界多边形板材自动排样方法，本发明提高自动排样算法的鲁棒性和板材的利用率，提高零件排放效率，减少零件排放时间，详见下文描述：

一种基于临界多边形板材自动排样方法，所述方法包括以下步骤：

读取零件CAD图纸，识别并储存各个零件信息；

通过移动碰撞法和明可夫斯基矢量和法求取各个零件之间临界多边形；

基于求取的临界多边形确定每个待排零件可排放点；

利用遗传算法对零件排料顺序进行全局优化搜索，从而确定零件的最优排放顺序。

所述基于求取的临界多边形确定每个待排零件可排放点具体为：

1)求解所有零件间临界多边形；

2)排放第一零件；

3)基于第一零件和第一零件的临界多边形，第二零件排放位置可行解为其临界多边形各个顶点；

4)基于第三零件和第一零件的临界多边形，第三零件和第二零件的临界多边形，第三零件可排放点为这2个临界多边形所有顶点以及这2个临界多边形相交的交点；

5)剔除板材外的点和一些不能同时保证与2个零件都不重合的点，剩下点为第三零件可排放点；

6)当第三零件放置在每一个可排放点时，可保证它与第一零件和第二零件紧靠且不重叠，并求取此时3个零件排放状态下整体外部轮廓形成的多边形的面积，面积最小的点即为第三零件在该顺序下排放的点；其他可排放点以此类推。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明相对于传统板材自动排料，提高板材利用率，减少零件排样时间，而且还考虑到零件孔洞等复杂信息，本方法更加实用性，稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例1的2个多边形零件示意图；

图2是本发明实施例1的2个多边形零件生成临界多边形示意图；

图3是本发明实施例2的待排零件相对已排零件临界多边形示意图；

图4是本发明实施例2的待排零件可排放点示意图,；