CN108681785B - 一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法 - Google Patents

一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法，包括：根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和板材长度方向的利用率；根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率确定板材排版的各矩形件。本发明在均衡大型圆盘锯和小型圆盘锯同时作业生产的同时，还对于板材的利用实现了全局分配，提高了板材的利用率，降低了下料过程中的切割损失，节省了原材料，降低了生产成本，同时提高了板材切割的工作效率，加快切割速度。

Description

一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法
技术领域
本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种均衡圆盘锯和板材利用率的矩形件优化排样方法。
背景技术
板材下料是多数生产制造企业的第一道工序，矩形件排样问题是板材下料中最常见的问题，排样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。
矩形件的切割机为圆盘锯，圆盘锯的长度不同，分为大型圆盘锯和小型圆盘锯，该企业中大型圆盘锯长度为3800毫米，小型圆盘锯长度为1660毫米。
现有技术中对于该两种规格的圆盘锯的作业效率和板材的利用率之间无法兼顾。
发明内容
本发明提供一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法，以克服上述技术问题。
本发明矩形工件排样方法，包括：
根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和长度方向利用率，所述基础参数包括：板材的长度、板材的宽度、板材编号、圆盘锯的刀缝厚度、矩形件总数量、矩形件类型、各类矩形件的数量、矩形件的长度和矩形件的宽度；
根据所述板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件；
判断所述第一矩形件是否排完，若是，则判断所述第一张板材除所述第一矩形件外是否存在剩余板材，若存在剩余板材，判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若否，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向，若不存在剩余板材，则进行第二张板材排版。
进一步地，所述根据所述板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件，包括：
确定所述所有矩形件的宽度方向利用率中最大的利用率对应的矩形件为第一矩形件，并将所述第一矩形件对应的宽度方向确定为所述第一矩形件的排版方向。
进一步地，所述根据所述板材宽度方向利用率和长度方向利用率确定排版的第二矩形件之前，还包括：
比较剩余板材的长和宽与各矩形件的长和宽，若剩余板材的长和宽大于所述矩形件的长和宽，则存在剩余板材，则判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若否，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向，若板材的长和宽小于所述矩形件的长和宽，则确定所述剩余板材为余料，进行下一张板材排版。
进一步地，所述根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和长度方向利用率，包括：
采用公式
Figure BDA0001636562900000021
计算板材宽度方向利用率，其中：wi表示矩形件i的宽度，ni表示排在板材上的一列矩形件i的数量，h表示圆盘锯的刀缝，wk表示剩余板材k的宽度；
采用公式
Figure BDA0001636562900000022
计算板材长度方向利用率，其中：li表示矩形件i的长度，ni表示排在板材上的一列矩形件i的数量，h表示圆盘锯的刀缝，lk表示剩余板材k的长度。
本发明根据板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件；判断第一矩形件是否排完，若是，则判断第一张板材除第一矩形件外是否存在剩余板材，若存在剩余板材，判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若不是，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向。若不存在剩余板材，则进行第二张板材排版。本发明在均衡大型圆盘锯和小型圆盘锯器同时作业生产的同时，还对于板材的利用实现了全局分配，提高了板材的利用率，降低了下料过程中的切割损失，节省了原材料，降低了生产成本，同时提高了板材切割的工作效率，加快切割速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法流程图；
图2a为本发明第一矩形件、第二矩形件和第三矩形件排版示意图；
图2b为本发明第三矩形件、第四矩形件和第五矩形件排版示意图；
图2c为本发明第五矩形件、第六矩形件、第七矩形件和第八矩形件排版示意图；
图2d为本发明第七矩形件和第八矩形件排版示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法流程图，如图1所示，本实施例方法，包括：
步骤101、根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和长度方向利用率，所述基础参数包括：板材的长度、板材的宽度、板材编号、圆盘锯的刀缝厚度、矩形件总数量、矩形件类型、各类矩形件的数量、矩形件的长度和矩形件的宽度；
步骤102、根据所述板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件；
进一步地，确定所述所有矩形件的宽度方向利用率中最大的利用率对应的矩形件为第一矩形件，并将所述第一矩形件对应的宽度方向确定为所述第一矩形件的排版方向。
步骤103、判断所述第一矩形件是否排完，若是，则判断所述第一张板材除所述第一矩形件外是否存在剩余板材，若存在剩余板材，判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若不是，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向。若不存在剩余板材，则计算各矩形件第二张板材宽度方向的利用率，进行第二张板材的排版。
进一步地，所述根据所述板材宽度方向利用率或长度方向利用率确定排版的矩形件，包括：
采用公式
Figure BDA0001636562900000041
计算板材宽度方向利用率，其中：wi表示矩形件i的宽度，ni表示排在板材上的一列矩形件i的数量，h表示圆盘锯的刀缝，wk表示剩余板材k的宽度；
采用公式
Figure BDA0001636562900000042
计算板材长度方向利用率，其中：li表示矩形件i的长度，ni表示排在板材上的一列矩形件i的数量，h表示圆盘锯的刀缝，lk表示剩余板材k的长度。
具体而言，表1为本实施例第一组矩形件的基础参数信息表，并且板材的长度为3660毫米、板材的宽度为1220毫米、板材编号从1开始、圆盘锯的刀缝厚度为10毫米、矩形件总数量为62块。
表1
编号 图号 数量 长度/mm 宽度/mm
1 C02315056-001/2 4 905 500
2 C02315060-001/2 12 600 345
3 C023143417-001/5 8 445 250
4 C02313414-003 4 890 440
5 C02315042-005/2 12 550 210
6 C02313492-001 6 425 310
7 C02316043-001/2 5 700 540
8 C02312170-003/2 11 680 190
根据表1中的矩形件的宽度，矩形件的数量以及圆盘锯的刀缝厚度计算板材宽度方向的利用率。可采用公式
Figure BDA0001636562900000051
计算板材宽度方向利用率，其中：wi表示矩形件i的宽度，ni表示排在板材上的一列矩形件i的数量，h表示圆盘锯的刀缝，wk表示剩余板材k的宽度；
如图2a所示，板材的长度方向为纤维方向。根据公式(1)计算各矩形件的宽度方向利用率。其中图号为C02312170-003/2的矩形件对应板材宽度方向的利用率为97.54％，为所有矩形件中宽度方向利用率的最大值。因此，将该矩形件确定为第一矩形件。该第一矩形件在第一张上排版两行后结束排版。此时，判断第一张板材上除已经排版完成的第一矩形件外是否还存在剩余板材。若存在剩余板材，判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率采用公式(1)确定第二矩形件，若不是，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率采用公式(1)和公式(2)综合确定第二矩形件及其切割方向。本实施例中，第一矩形件在第一张上排版两行后结束排版，剩余板材的长度为2280毫米，大于小型圆盘锯器的切割长度1660毫米。因此，根据剩余板材的长度和宽度采用公式(1)计算各矩形件在剩余板材上宽度方向的利用率。其中图号为C02316043-001/2的矩形件对应板材宽度方向的利用率为92.98％，为所有矩形件中宽度方向利用率的最大值，将该矩形件确定为第二矩形件。
进一步地，所述则计算各矩形件剩余板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率之前，还包括：
比较剩余板材的长和宽与各矩形件的长和宽，若剩余板材的长和宽大于所述矩形件的长和宽，则存在剩余板材，进一步判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若不是，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向。若板材的长和宽小于所述矩形件的长和宽，则确定所述剩余板材为余料，进行下一张板材排版。
具体而言，如图2b所示，第五矩形件图号C02315060-001/2，在第二张板材上排列三行四列后，第二张板材存在剩余板材A、B、C、D、E五个区域，该剩余板材A区域的长度为100毫米，宽度为1220毫米，B区域的长度为2430毫米，宽度为155毫米，C区域的长度为95毫米，宽度为560毫米，D区域的长度为445毫米，宽度为40毫米，E区域的长度为550毫米，宽度为120毫米。与未排版的矩形件进行比较，其剩余板材区域的长度和宽度不能同时大于余下各矩形件的长度和宽度，故不能继续对余下各矩形件进行排版，将剩余板材为余料，则进行下一张板材排版。如图2c和图2d所示，排版步骤与第一板材排版步骤相同，提高了排版的工作效率。
本实施例的四张板材的利用率分别为88.72％、85.52％、88.27％和24.37％，平均利用率为71.72％。该些矩形件的排版时间为1.49秒。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种均衡圆盘锯作业和板材利用率的矩形件优化排样方法，其特征在于，包括：
根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和长度方向利用率，所述基础参数包括：板材的长度、板材的宽度、板材编号、圆盘锯的刀缝厚度、矩形件总数量、矩形件类型、各类矩形件的数量、矩形件的长度和矩形件的宽度；
根据所述板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件；
判断所述第一矩形件是否排完，若是，则判断所述第一张板材除所述第一矩形件外是否存在剩余板材，若存在剩余板材，判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若否，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向，若不存在剩余板材，则进行第二张板材排版；
所述根据所述板材宽度方向的利用率确定第一张板材排版的第一矩形件，包括：
确定所有矩形件的宽度方向利用率中最大的利用率对应的矩形件为第一矩形件，并将所述第一矩形件对应的宽度方向确定为所述第一矩形件的排版方向；
所述根据板材和各矩形件的基础参数确定各矩形件对应板材宽度方向的利用率和长度方向利用率，包括：
采用公式
Figure DEST_PATH_IMAGE001
计算板材宽度方向利用率，其中：
Figure 299353DEST_PATH_IMAGE002
表示矩形件的宽度，
Figure 292717DEST_PATH_IMAGE003
表示排在板材上的一列矩形件
Figure 984730DEST_PATH_IMAGE004
的数量，
Figure 721741DEST_PATH_IMAGE005
表示圆盘锯的刀缝，
Figure 435007DEST_PATH_IMAGE006
表示剩余板材
Figure 864851DEST_PATH_IMAGE007
的宽度；
采用公式
Figure 44160DEST_PATH_IMAGE008
计算板材长度方向利用率，其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示矩形件
Figure 506234DEST_PATH_IMAGE010
的长度，
Figure 149705DEST_PATH_IMAGE011
表示排在板材上的一列矩形件
Figure 422555DEST_PATH_IMAGE012
的数量，
Figure 151476DEST_PATH_IMAGE013
表示圆盘锯的刀缝，
Figure 417241DEST_PATH_IMAGE014
表示剩余板材
Figure 915219DEST_PATH_IMAGE015
的长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述板材宽度方向利用率和长度方向利用率确定排版的第二矩形件之前，还包括：
比较剩余板材的长和宽与各矩形件的长和宽，若剩余板材的长和宽大于所述矩形件的长和宽，则存在剩余板材，则判断剩余板材的长度是否大于小型圆盘锯器的切割长度，若是，则根据板材宽度方向的利用率确定第二矩形件，若不是，则根据板材宽度方向的利用率和长度方向的利用率综合确定第二矩形件及其切割方向，若板材的长和宽小于所述矩形件的长和宽，则确定所述剩余板材为余料，进行下一张板材排版。
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