[发明专利]金属结构件的下料方法及其制造系统

摘要

本发明公开了一种金属结构件的下料优化方法及其制造系统，该方法包括下列步骤：(1)按照金属结构件的组成零件的材料和厚度，对其执行第一次分组；(2)按照组成零件的加工工艺要求，对第一次分组后的零件执行第二次分组；(3)按照组成零件的形状特征，利用聚类算法对第二次分组后的零件执行第三次分组；以及(4)将完成分组后的零件按组导入到排样模块中予以排样，由此实现下料的优化过程。通过按照本发明的下料优化方法及其制造系统，能够更有效地利用原材料、大幅降低成本且效率更高，并能实现从订单管理、计划调度、优化排料、加工成型到构件焊接的整个生产过程管控一体化。

主权项

一种用于金属结构件的下料优化方法，该方法包括下列步骤：(1)按照金属结构件的组成零件的材料和厚度，对其执行第一次分组，由此使得材料和厚度相同的零件被分入相同的组；(2)按照金属结构件的组成零件的加工工艺要求，对第一次分组后的零件执行第二次分组，由此使得加工工艺相同的零件被分入相同的组；(3)按照金属结构件的组成零件的形状特征，对第二次分组后的零件执行第三次分组，由此使得形状相似的零件被分入相同的组，该步骤具体包括以下子步骤：(31)利用公式一计算出零件组的轮廓面积差阀值D， D = [ ( E max - E min ) 2 + ( W max - W min ) 2 N ] (公式一)其中Emax为所有零件组中外轮廓面积最大的零件所具备的外轮廓面积，Emin为所有零件组中外轮廓面积最小的零件所具备的外轮廓面积，Wmax为所有零件组中内轮廓面积最大的零件所具备的内轮廓面积，Wmin为所有零件组中内轮廓面积最小的零件所具备的内轮廓面积，N为所有零件组的零件总数量，该公式中的[x]表示取x的整数部分；(32)设定i＝1，j＝1，且将第一个零件P1归入第一零件组C1；(33)设定i＝i+1；(34)利用公式二计算出零件Pi与零件组Ch之间的平均面积综合偏差dih，其中h＝1，2，…，j； d ih = ( E i - E j ) 2 + ( W i - W j ) 2 (公式二)其中Ei为零件Pi的外轮廓面积，Ej为零件组Cj外轮廓的平均面积，Wi为零件Pi的内轮廓面积，Wj为零件组Cj内轮廓的平均面积；(35)利用公式三获得由步骤(34)所计算出的dih中的最小值d，d＝min dih＝min(di1，di2，…，dij，)(公式三三)(36)将通过步骤(35)所获得的d与所述阀值D进行比较，当d≤D时，将零件Pi归入所述最小值d所对应的零件组；而当d＞D时，则令j＝j+1且将Pi归入零件组Cj；(37)判别i分别是否大于二次分组后各个零件组的零件数量M，如果i≤M，则转到步骤(33)重复执行后续步骤；如果对于所有零件组i＞M，程序结束并输出结果；由此将二次分组后各个零件组的零件按照形状相似性归入不同的组；(4)将执行上述三次分组后的零件按组导入到排样模块中予以排样，由此完成对金属结构件的下料优化过程。