CN104150759B - 一种二维不规则玻璃零件的排样切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维不规则玻璃零件的排样切割方法，设计了一套简便完备的玻璃异形零件模板的切割方法，该模板可以灵活完备的表达不规则玻璃零件，包括弧形、凹形、凸形、扇形、圆形及其组合，综合考虑了原来利用率优化、切割机工作效率优化、人工掰片成本最小优化，采用随机模拟方法建模多边形的匹配问题，具有较高的求解效率，采用TSP技术进行路径优化，是工人切割时效率最高，原材料利用最大。

Description

一种二维不规则玻璃零件的排样切割方法

技术领域

本发明涉及玻璃排样切割方法，具体涉及一种二维不规则玻璃零件的排样切割方法。

背景技术

当前不规则零件优化技术采用的取样方法为是将不规则零件用其最小外接矩形来代替进行排样，这样材料存在极大的浪费。有些公开的资料采用遗传算法等技术对二维不规则玻璃零件进行排样，但是由于玻璃切割需要满足“一刀切”的要求，即在切割过程中不能对玻璃带有角度地切割，需要在进化算法中不断检查“一刀切”的约束条件，所以算法效率极低。另外，公开的资料中，玻璃原料的下料套料优化技术只关注原料的利用率，没有考虑切割机工作效率的问题和操作工人人工掰片的成本，导致次品需要重新补足，浪费原材料。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，综合考虑了原料套料相关的三个方面的优化，即原料利用率最优化、切割机工作效率最优化、人工掰片效率最优化，提供一种三位一体的二维不规则玻璃零件的排样切割方法，更加贴近生产加工的实际需求，充分利用原材料和提高了切割效率。

技术方案：本发明所述的二维不规则玻璃零件的排样切割方法，包括以下步骤，

1)利用十参数模板法中模板的直角信息或者边长信息，将零件两两配对，配对过程如下：

a)若模板零件中存在直角，则选择最合适的一个零件的直角挂接在配对后形成的外接矩形中，从而减少配对后形成的切割线段数目，提高切割机切割的工作效率；

b)若模板零件中无直角，则将其中一个零件环绕另一个零件进行边边匹配，寻找外接矩形面积最小的配对形状形成最终配对；

2)采用随机模拟方法，寻找最佳配对，其过程如下：

a)构造配对矩形的M形式，其中M_ij表示按照步骤1)中形成的零件i和零件j的最佳配对的最小外接矩形的面积；

b)对每一个行号i，其中i为任意自然数，按照概率M_ij的归一化概率，选择一个配对j，并打上标记，是的i和j配对后，i和j各自不能与其他零件配对；

c)得到N个零件的组配对，设其外接矩形面积为S₁,S₂……其面积之和为S；

d)重复步骤b)、c)达到规定次数T，该次数根据零件数目n经验选定，也可根据计算机性能选定，比如100万次，设T次运行结果为S₁,S₂……S_T，取其中最小的Smin作为最佳配对结果；

3)采用二叉树矩形排样填充方法，对步骤2)得到的个最佳配对进行填充，得到排样结果；

4)对矩形切割路径中加入异形零件的边沿线，得到切割线段集合；

5)对切割线段集合进行预处理，如去除原片的边界边、去除重复边；

6)将每条需要切割的线段作为顶点，两条线段之间的最短距离作为边长，构造TSP问题，采用TSP路径优化方法得到线段切割顺序；

7)将玻璃置入切割机按照切割顺序切割。

有益效果：本发明所述的二维不规则玻璃零件的排样切割方法，提出适合加工需求的简洁灵活的多边形零件描述模板集合，综合考虑了原来利用率优化、切割机工作效率优化、人工掰片成本最小优化，采用随机模拟方法建模多边形的匹配问题，具有较高的求解效率，采用TSP技术进行路径优化，是工人切割时效率最高，原材料利用最大。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明所述的二维不规则玻璃零件的排样切割方法，包括以下步骤，

1)利用十参数模板法中模板的直角信息或者边长信息，将零件两两配对，配对过程如下：

a)若模板零件中存在直角，则选择最合适的一个零件的直角挂接在配对后形成的外接矩形中，从而减少配对后形成的切割线段数目，提高切割机切割的工作效率；

b)若模板零件中无直角，则将其中一个零件环绕另一个零件进行边边匹配，寻找外接矩形面积最小的配对形状形成最终配对；

2)采用随机模拟方法，寻找最佳配对，其过程如下：

a)构造配对矩形的M形式，其中M_ij表示按照步骤1)中形成的零件i和零件j的最佳配对的最小外接矩形的面积；

b)对每一个行号i，其中i为任意自然数，按照概率M_ij的归一化概率，选择一个配对j，并打上标记，是的i和j配对后，i和j各自不能与其他零件配对；

c)得到N个零件的组配对，设其外接矩形面积为S₁,S₂……其面积之和为S；

d)重复步骤b)、c)达到规定次数T，该次数根据零件数目n经验选定，也可根据计算机性能选定，比如100万次，设T次运行结果为S₁,S₂……S_T，取其中最小的Smin作为最佳配对结果；

3)采用二叉树矩形排样填充方法，对步骤2)得到的个最佳配对进行填充，得到排样结果；

4)对矩形切割路径中加入异形零件的边沿线，得到切割线段集合；

5)对切割线段集合进行预处理，如去除原片的边界边、去除重复边；

6)将每条需要切割的线段作为顶点，两条线段之间的最短距离作为边长，构造TSP问题，采用TSP路径优化方法得到线段切割顺序；

7)将玻璃置入切割机按照切割顺序切割。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种二维不规则玻璃零件的排样切割方法，其特征在于，包括以下步骤，

1)利用十参数模板法中模板的直角信息或者边长信息，将零件两两配对，配对过程如下：

a)若模板零件中存在直角，则选择一个零件的直角挂接在配对后形成的外接矩形中，从而减少配对后形成的切割线段数目，提高切割机切割的工作效率；

b)若模板零件中无直角，则将其中一个零件环绕另一个零件进行边边匹配，寻找外接矩形面积最小的配对形状形成最终配对；

2)采用随机模拟方法，寻找最佳配对，其过程如下：

a)构造配对矩形的M形式，其中M_ij表示按照步骤1)中形成的零件i和零件j的最佳配对的最小外接矩形的面积；

b)对每一个行号i，其中i为任意自然数，按照概率M_ij的归一化概率，选择一个配对j，并打上标记，使得i和j配对后，i和j各自不能与其他零件配对；

c)得到N个零件的组配对，设其外接矩形面积为其面积之和为S；

d)重复步骤b)、c)达到规定次数T，该次数根据零件数目n经验选定，也可根据计算机性能选定，设T次运行结果为S₁,S₂……S_T，取其中最小的Smin作为最佳配对结果；

3)采用二叉树矩形排样填充方法，对步骤2)得到的个最佳配对进行填充，得到排样结果；

4)对矩形切割路径中加入异形零件的边沿线，得到切割线段集合；

5)对切割线段集合进行预处理，如去除原片的边界边、去除重复边；

6)将每条需要切割的线段作为顶点，两条线段之间的最短距离作为边长，构造TSP问题，采用TSP路径优化方法得到线段切割顺序；

7)将玻璃置入切割机按照切割顺序切割。