CN112935575B - 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112935575B
CN112935575B CN202110037039.0A CN202110037039A CN112935575B CN 112935575 B CN112935575 B CN 112935575B CN 202110037039 A CN202110037039 A CN 202110037039A CN 112935575 B CN112935575 B CN 112935575B
Authority
CN
China
Prior art keywords
contour
contours
queue
value
segmentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110037039.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112935575A (zh
Inventor
钟菲
封雨鑫
高云峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Han's Smart Control Technology Co ltd
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Han's Smart Control Technology Co ltd
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Han's Smart Control Technology Co ltd, Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd filed Critical Shenzhen Han's Smart Control Technology Co ltd
Priority to CN202110037039.0A priority Critical patent/CN112935575B/zh
Publication of CN112935575A publication Critical patent/CN112935575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112935575B publication Critical patent/CN112935575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

本发明公开了一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质,对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。通过本发明的实施,采用对加工零件从全局到局部的分析方式,设计自适应网格块分割待加工零件的轮廓,然后分别对每一个网格块的轮廓进行路径优化,使得零件轮廓之间空移距离尽可能短,提升了路径优化结果的有效性,并且,路径优化的计算量相对较小,有效保证了路径优化效率。

Description

一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及激光加工领域,尤其涉及一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
在激光切割系统中,零件加工顺序极大的制约了机床切割效率。路径优化的目的是对加工零件按照某一规则规划出一条切割路径,同时在满足某些特殊工艺需求的条件下,使得这条切割路径尽可能短。激光切割路径主要由加工零件的轮廓周长以及轮廓与轮廓之间的空移距离组成。零件的轮廓周长属于零件的固有属性,在路径优化中很难改变。所以,尽可能的缩短空移距离是路径优化需要重点考虑的对象。
一般的激光切割路径优化方法仅仅从最近邻方面考虑,忽略了加工零件全局特征,容易导致切割零件之间产生不必要的单段长距离空移。而基于遗传算法、蚁群算法或者其它智能优化算法的路径优化方法,虽然从加工零件的全局出发,能够缩短空移长度,但其计算量大,运行速度慢,特别是对于大规模零件优化切割路径非常耗时。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质,至少能够解决相关技术中所提供的激光切割路径优化方式的结果有效性和优化效率较低的问题。
为实现上述目的,本发明实施例第一方面提供了一种切割路径优化方法,应用于激光切割系统,该方法包括:
对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;其中,所述轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于所述外层轮廓之下的内层子轮廓;
计算各所述轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;
对各所述轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于所述分割间距对所述网格块进行排序,得到各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
为实现上述目的,本发明实施例第二方面提供了一种切割路径优化装置,应用于激光切割系统,该装置包括:
排序模块,用于对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;其中,所述轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于所述外层轮廓之下的内层子轮廓;
计算模块,用于计算各所述轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;
优化模块,用于对各所述轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于所述分割间距对所述网格块进行排序,得到各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
为实现上述目的,本发明实施例第三方面提供了一种电子装置,该电子装置包括:处理器、存储器和通信总线;
所述通信总线用于实现所述处理器和存储器之间的连接通信;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的一个或者多个程序,以实现上述任意一种切割路径优化方法的步骤。
为实现上述目的,本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现上述任意一种切割路径优化方法的步骤。
根据本发明实施例提供的切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质,对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。通过本发明的实施,采用对加工零件从全局到局部的分析方式,设计自适应网格块分割待加工零件的轮廓,然后分别对每一个网格块的轮廓进行路径优化,使得零件轮廓之间空移距离尽可能短,提升了路径优化结果的有效性,并且,路径优化的计算量相对较小,有效保证了路径优化效率。
本发明其他特征和相应的效果在说明书的后面部分进行阐述说明,且应当理解,至少部分效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的切割路径优化方法的基本流程示意图;
图2为本发明第一实施例提供的轮廓排序方法的流程示意图;
图3为本发明第一实施例提供的网格自适应路径优化方法的流程示意图;
图4为本发明第一实施例提供的激光切割自适应网格块的路径优化效果图;
图5为本发明第二实施例提供的切割路径优化装置的功能模块示意图;
图6为本发明第三实施例提供的电子装置的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做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。
第一实施例:
为了解决相关技术中所提供的激光切割路径优化方式的结果有效性和优化效率较低的技术问题,本实施例提出了一种切割路径优化方法,应用于激光切割系统,主要针对激光切割零件的轮廓进行路径优化,该路径优化过程可以通过CAM软件编程实现。如图1所示为本实施例提供的切割路径优化方法的基本流程示意图,本实施例提出的切割路径优化方法包括以下的步骤:
步骤101、对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列。
具体的,本实施例的轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于外层轮廓之下的内层子轮廓。在零件内外轮廓排序部分,主要是对输入的加工零件进行内外层次轮廓排序。
在本实施例一种可选的实施方式中,上述对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列的步骤,具体包括:对输入的待加工零件图像的所有轮廓的最小外接矩形面积按照从大到小的顺序排列;按照排列顺序遍历所有轮廓,将各轮廓与排列在后的轮廓进行包含关系比较;将包含有其它轮廓的目标轮廓确定为外层轮廓,以及将其它轮廓作为内层子轮廓挂在于外层轮廓之下,得到多个不同的轮廓队列。
如图2所示为本实施例提供的一种轮廓排序方法的流程示意图。具体的,在本实施例中,首先,将所有轮廓的最小外接矩形面积按照从大到小的顺序排列;然后,遍历最小外接矩形从大到小的轮廓队列,将每一个轮廓与其后的若干轮廓进行包含关系比较,若其后若干个轮廓被该轮廓所包含,则将这若干个轮廓作为该轮廓的子轮廓,挂载在当前轮廓下,否则,该轮廓无子轮廓;最后,对所有具有子轮廓的零件,重复以上步骤,直到所属层的轮廓无子轮廓。
步骤102、计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距。
具体的,本实施例在单层轮廓之间X/Y间距查找部分,主要对同层中的各个轮廓队列按照X/Y方向,查找轮廓之间是否存在明显可被分割的间距。
在本实施例一种可选的实施方式中,上述计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距的步骤,具体包括:将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序;计算各坐标值相等的情况下最小外接矩形的最大宽度;将当前坐标值与最大宽度之和,与下一个坐标值进行比较;在当前坐标值与最大宽度之和大于下一个坐标值时,将下一个坐标值作为新坐标值;将当前坐标值与最大宽度之和与新坐标值的中间值,作为各轮廓之间在相应坐标轴方向上的分割间距。
具体的,在本实施例中,选择每一个轮廓最小外接矩形的一个顶点作为参考点,本实施例优选的采用矩形左上角的顶点。本实施例如下以查找X轴方向上的分割间距为例对分割间距查找过程进行说明:首先,对每一个轮廓最小外接矩形参考点的X值从小到大排序;接着,计算每一个X值相等情况下,外接矩形最大宽度;然后,比较当前X值与其最大宽度之和是否大于下一个X值;如果大于,直接将下一个X值作为新的X值,否则,继续查找下一个X值,直到找到大于当前X值与其最大宽度之和的X值作为新的X值;进一步地,将当前X值和其最大宽度之和与查找到的新的X值的中间值作为网格在X轴方向上的一个分割值;最后重复上述过程,直到找出所有轮廓在X轴方向上的分割间距中心。同理,查找Y方向上的网格分割间距也如此,本实施例不再赘述。
进一步地,在本实施例一种可选的实施方式中,上述将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序的步骤之前,还包括:分别计算包围各轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据宽度与高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割间距的计算优先级。相对应的,上述将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序的步骤,具体包括:按照计算优先级依次选取坐标轴方向,将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点对应于坐标轴方向的坐标值,按照从小到大的顺序排序。
具体的,在本实施例中,计算包围住该层所有轮廓的最小外接矩形和每一个轮廓的最小外接矩形列表;比较所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度,如果所有轮廓的最小外接矩形的宽度大于高度,为了减少轮廓之间在宽度上产生比高度上更大的空移,优先选择计算所有轮廓在X轴方向上的分割间距;否则,优先选择计算所有轮廓在Y轴方向上的分割间距。
步骤103、对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
具体的,本实施例在网格自适应路径优化部分,主要对同层次轮廓中按照X/Y间距查找之后,自动划分网格块,对网格块从小到大的顺序排列后,定位网格块里的轮廓,并用最近邻排序,优化所有零件切割路径。
在本实施例一种可选的实施方式中,上述基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序,包括:获取各轮廓队列相应的轮廓列表和参考点,以及基于分割间距列表获取分割值;将参考点坐标带入预设关系式进行条件判断;将参考点坐标满足关系式的网格块中所有轮廓,从轮廓列表中删除,并存入待规划轮廓列表;以参考点为基准,对待规划轮廓列表进行最近邻排序;在轮廓列表为空时,基于排序结果输出各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
其中,本实施例的关系式可以表示为X∈[segX(i),segX(i+1)],Y∈[segY(j),segY(j+1)],参考点坐标为(X,Y),segX为在X轴方向上的分割值,segY为在Y轴方向上的分割值。
进一步地,在本实施例一种可选的实施方式中,上述基于分割间距列表获取分割值的步骤之前,还包括:分别计算包围各轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据宽度与高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割值的获取顺序;相对应的,上述基于分割间距列表获取分割值的步骤,具体包括:按照获取顺序,分别基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值。
更进一步的,在本实施例一种可选的实施方式中,上述基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值的步骤,具体包括:当分割间距列表为空时,基于最小外接矩形对应于坐标轴方向的最大边长、最小坐标值以及最大坐标值,计算分割值。
如图3所示为本实施例提供的一种网格自适应路径优化方法的流程示意图。具体的,首先,输入同层所有轮廓列表mlist和参考点ref,计算所有轮廓在二维坐标中,X、Y的分布范围,即计算包含所有轮廓的最小外接矩形X的最小值minX和最大值maxX,Y的最小值minY和最大值maxY,矩形宽度W=maxX-minX,矩形高度H=maxH-minH,以及所有轮廓中外接矩形最大宽度maxW和最大高度maxH。
然后,判断矩形的W是否大于H,本实施例以W>H为例,为了避免规划路径时出现X轴上的空移大于Y轴上的空移,本实施例优先选择轮廓在X轴方向上的分割间距列表segX作为网格每一列的分割值。
如果轮廓采用X/Y间距查找,没有找到明显的间隔,即segX列表为空,则以maxW作为固定步长,在minX和maxX之间重新计算segX,计算公式表示如下:
接着,按照从小到大的顺序遍历segX,分析网格的每一列segX(i)是否有明显可被分割的间距segY,如果没有,则按照类似segX的计算方法,以maxH作为固定长度,在minY和maxY之间重新计算segY,将计算的segY作为网格每一行的分割值。
当确定了网格块的行列分割值之后,本实施例为了保证网格规划相邻行的路径是迂回蛇形前进的,设置换向标Xflag,并将换向标初始化为false。
进一步地,从小到大遍历segY查找mlist中轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标(X,Y),将满足X∈[segX(i),segX(i+1)],Y∈[segY(j),segY(j+1)]的网格块中所有轮廓存入tmpMlist。
如果tmpMlist为空,则代表这个网格不存在待规划的轮廓,直接沿着Y轴方向继续查找下一个网格块;否则以输出的参考点ref为基准,对tmpMlist按照最近邻排序,并实时更新ref,将结果存储入result列表中,直至segY遍历完成。
进而,判断参考点ref的Y值分别到minY和maxY的距离,如果ref的Y值距离minY更近,则Xflag=false,表示下一列网格需要从小到大排列segY;反之,如果ref的Y值距离maxY更近,则Xflag=true,表示下一列网格需要从大到小排列segY,以此来减少相邻列之间的空移距离。
最后,返回执行上述判断矩形的W是否大于H步骤,直至mlist里面的轮廓全部规划完成,输出的result列表作为该层所有轮廓优化后的切割顺序。同理,W≤H处理流程与上述示例的W大于H的流程类似,不同之处在于对mlist列表需要先查找网格块的行segY分割值,然后再查找每一行中网格块的列segX分割值,本实施例不再赘述。
应当说明的是,在路径输出部分,主要是按照自适应网格大小排序,首先对外层轮廓排序,然后对每一个外层轮廓包含下的子轮廓再按照自适应网格块排序,一直到最内层轮廓无子轮廓,排序结束。在激光切割输出零件的轮廓时,对每一个外轮廓按照有内层轮廓的先切割内层轮廓,后切割外层轮廓,无内层轮廓的直接切割方式进行CAM编程加工。
如图4所示为本实施例提供的一种激光切割自适应网格块的路径优化效果图,其中,激光头的初始位置位于图中的左下角,带箭头指示的直线表示采用本实施例方法切割零件轮廓之间的空移,可以看到优化后的激光切割路径按照蛇形迂回前进,在很大程度上降低了轮廓之间的空移距离。
根据本发明实施例提供的切割路径优化方法,对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。通过本发明的实施,采用对加工零件从全局到局部的分析方式,设计自适应网格块分割待加工零件的轮廓,然后分别对每一个网格块的轮廓进行路径优化,使得零件轮廓之间空移距离尽可能短,提升了路径优化结果的有效性,并且,路径优化的计算量相对较小,有效保证了路径优化效率。
第二实施例:
为了解决相关技术中所提供的激光切割路径优化方式的结果有效性和优化效率较低的技术问题,本实施例示出了一种切割路径优化装置,应用于激光切割系统,具体请参见图5,本实施例的切割路径优化装置包括:
排序模块501,用于对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;其中,轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于外层轮廓之下的内层子轮廓;
计算模块502,用于计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;
优化模块503,用于对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
在本实施例的一些实施方式中,排序模块501具体用于:对输入的待加工零件图像的所有轮廓的最小外接矩形面积按照从大到小的顺序排列;按照排列顺序遍历所有轮廓,将各轮廓与排列在后的轮廓进行包含关系比较;将包含有其它轮廓的目标轮廓确定为外层轮廓,以及将其它轮廓作为内层子轮廓挂在于外层轮廓之下,得到多个不同的轮廓队列。
在本实施例的一些实施方式中,计算模块502具体用于:将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序;计算各坐标值相等的情况下最小外接矩形的最大宽度;将当前坐标值与最大宽度之和,与下一个坐标值进行比较;在当前坐标值与最大宽度之和大于下一个坐标值时,将下一个坐标值作为新坐标值;将当前坐标值与最大宽度之和与新坐标值的中间值,作为各轮廓之间在相应坐标轴方向上的分割间距。
进一步地,在本实施例的一些实施方式中,在执行将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序之前,计算模块502还用于:分别计算包围各轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据宽度与高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割间距的计算优先级。相对应的,计算模块502在执行上述将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序时,具体用于:按照计算优先级依次选取坐标轴方向,将各轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点对应于坐标轴方向的坐标值,按照从小到大的顺序排序。
在本实施例的一些实施方式中,优化模块503具体用于:获取各轮廓队列相应的轮廓列表和参考点,以及基于分割间距列表获取分割值;将参考点坐标带入预设关系式进行条件判断,其中,关系式为X∈[segX(i),segX(i+1)],Y∈[segY(j),segY(j+1)],参考点坐标为(X,Y),segX为在X轴方向上的分割值,segY为在Y轴方向上的分割值;将参考点坐标满足关系式的网格块中所有轮廓,从轮廓列表中删除,并存入待规划轮廓列表;以参考点为基准,对待规划轮廓列表进行最近邻排序;在轮廓列表为空时,基于排序结果输出各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。
进一步地,在本实施例的一些实施方式中,在执行基于分割间距列表获取分割值之前,优化模块503还用于:分别计算包围各轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据宽度与高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割值的获取顺序。相对应的,在执行基于分割间距列表获取分割值时,优化模块503具体用于:按照获取顺序,分别基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值。
更进一步地,在本实施例的一些实施方式中,在执行基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值时,优化模块503具体用于:当分割间距列表为空时,基于最小外接矩形对应于坐标轴方向的最大边长、最小坐标值以及最大坐标值,计算分割值。
应当说明的是,前述实施例中的切割路径优化方法均可基于本实施例提供的切割路径优化装置实现,所属领域的普通技术人员可以清楚的了解到,为描述的方便和简洁,本实施例中所描述的切割路径优化装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
采用本实施例提供的切割路径优化装置,对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;计算各轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;对各轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于分割间距对网格块进行排序,得到各轮廓队列相应的轮廓切割顺序。通过本发明的实施,采用对加工零件从全局到局部的分析方式,设计自适应网格块分割待加工零件的轮廓,然后分别对每一个网格块的轮廓进行路径优化,使得零件轮廓之间空移距离尽可能短,提升了路径优化结果的有效性,并且,路径优化的计算量相对较小,有效保证了路径优化效率。
第三实施例:
本实施例提供了一种电子装置,参见图6所示,其包括处理器601、存储器602及通信总线603,其中:通信总线603用于实现处理器601和存储器602之间的连接通信;处理器601用于执行存储器602中存储的一个或者多个计算机程序,以实现上述实施例一中的切割路径优化方法中的至少一个步骤。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM(Random Access Memory,随机存取存储器),ROM(Read-Only Memory,只读存储器),EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory,带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory,光盘只读存储器),数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。
本实施例中的计算机可读存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序,其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行,以实现上述实施例一中的方法的至少一个步骤。
本实施例还提供了一种计算机程序,该计算机程序可以分布在计算机可读介质上,由可计算装置来执行,以实现上述实施例一中的方法的至少一个步骤;并且在某些情况下,可以采用不同于上述实施例所描述的顺序执行所示出或描述的至少一个步骤。
本实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读装置,该计算机可读装置上存储有如上所示的计算机程序。本实施例中该计算机可读装置可包括如上所示的计算机可读存储介质。
可见,本领域的技术人员应该明白,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。
此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。所以,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种切割路径优化方法,应用于激光切割系统,其特征在于,包括:
对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;其中,所述轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于所述外层轮廓之下的内层子轮廓;
计算各所述轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;
对各所述轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于所述分割间距对所述网格块进行排序,得到各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序,包括:
获取各所述轮廓队列相应的轮廓列表和参考点,分别计算包围各所述轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据所述宽度与所述高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割值的获取顺序;以及基于分割间距列表获取分割值,包括:按照所述获取顺序,分别基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值,当所述分割间距列表为空时,基于所述最小外接矩形对应于所述坐标轴方向的最大边长、最小坐标值以及最大坐标值,计算分割值;该步骤具体包括:
输入同层所有轮廓列表和参考点/>,计算所有轮廓在二维坐标中,/>的分布范围,即计算包含所有轮廓的最小外接矩形/>的最小值/>和最大值/>,/>的最小值/>和最大值/>,矩形宽度/>,矩形高度/>,以及所有轮廓中外接矩形最大宽度/>和最大高度/>
然后,判断矩形的是否大于/>,若/>,选择轮廓在/>轴方向上的分割间距列表作为网格每一列的分割值;
如果轮廓采用间距查找,没有找到明显的间隔,即/>列表为空,则以/>作为固定步长,在/>和/>之间重新计算/>,计算公式表示如下:
接着,按照从小到大的顺序遍历,分析网格的每一列/>是否有明显可被分割的间距/>,如果没有,则按照类似/>的计算方法,以/>作为固定长度,在/>之间重新计算/>,将计算的/>作为网格每一行的分割值;设置换向标/>,并将换向标初始化为/>
将参考点坐标带入预设关系式进行条件判断;其中,所述关系式为 ,所述参考点坐标为/>,所述/>为在/>轴方向上的分割值,所述/>为在/>轴方向上的分割值;
将所述参考点坐标满足所述关系式的网格块中所有轮廓,从所述轮廓列表中删除,并存入待规划轮廓列表; 包括:
从小到大遍历查找/>中轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标/>,将满足,/>的网格块中所有轮廓存入/>
以所述参考点为基准,对所述待规划轮廓列表进行最近邻排序;
在所述轮廓列表为空时,基于排序结果输出各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序;包括:如果为空,则代表这个网格不存在待规划的轮廓,直接沿着/>轴方向继续查找下一个网格块;否则以输出的参考点/>为基准,对/>按照最近邻排序,并实时更新,将结果存储入/>列表中,直至/>遍历完成;判断参考点/>的/>值分别到/>和/>的距离,如果/>的/>值距离/>更近,则/>;反之,如果/>的/>值距离/>更近,则/>
2.如权利要求1所述的切割路径优化方法,其特征在于,所述对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列,包括:
对输入的待加工零件图像的所有轮廓的最小外接矩形面积按照从大到小的顺序排列;
按照排列顺序遍历所述所有轮廓,将各轮廓与排列在后的轮廓进行包含关系比较;
将包含有其它轮廓的目标轮廓确定为所述外层轮廓,以及将所述其它轮廓作为所述内层子轮廓挂在于所述外层轮廓之下,得到多个不同的轮廓队列。
3.如权利要求1所述的切割路径优化方法,其特征在于,所述计算各所述轮廓队列中各轮廓之间的分割间距,包括:
将各所述轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序;
计算各坐标值相等的情况下所述最小外接矩形的最大宽度;
将当前所述坐标值与所述最大宽度之和,与下一个所述坐标值进行比较;
在当前所述坐标值与所述最大宽度之和大于下一个所述坐标值时,将下一个所述坐标值作为新坐标值;
将当前所述坐标值与所述最大宽度之和与所述新坐标值的中间值,作为所述各轮廓之间在相应坐标轴方向上的分割间距。
4.如权利要求3所述的切割路径优化方法,其特征在于,所述将各所述轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序之前,还包括:
分别计算包围各所述轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;
根据所述宽度与所述高度的比较结果,确定不同所述坐标轴方向的所述分割值的计算优先级;
所述将各所述轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标值,按照从小到大的顺序排序,包括:
按照所述计算优先级依次选取所述坐标轴方向,将各所述轮廓队列中各轮廓的最小外接矩形上参考点对应于所述坐标轴方向的坐标值,按照从小到大的顺序排序。
5.一种切割路径优化装置,应用于激光切割系统,其特征在于,包括:
排序模块,用于对输入的待加工零件图像的所有轮廓按照层次的内外关系进行排序,得到多个不同的轮廓队列;其中,所述轮廓队列中包括外层轮廓以及挂载于所述外层轮廓之下的内层子轮廓;
计算模块,用于计算各所述轮廓队列中各轮廓之间的分割间距;
优化模块,用于对各所述轮廓队列中各轮廓进行网格块划分,并基于所述分割间距对所述网格块进行排序,得到各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序,包括:
获取各所述轮廓队列相应的轮廓列表和参考点,分别计算包围各所述轮廓队列中所有轮廓的最小外接矩形的宽度和高度;根据所述宽度与所述高度的比较结果,确定不同坐标轴方向的分割值的获取顺序;以及基于分割间距列表获取分割值,包括:按照所述获取顺序,分别基于相应坐标轴方向的分割间距列表获取分割值,当所述分割间距列表为空时,基于所述最小外接矩形对应于所述坐标轴方向的最大边长、最小坐标值以及最大坐标值,计算分割值;该步骤具体包括:
输入同层所有轮廓列表和参考点/>,计算所有轮廓在二维坐标中,/>的分布范围,即计算包含所有轮廓的最小外接矩形/>的最小值/>和最大值/>,/>的最小值/>和最大值/>,矩形宽度/>,矩形高度/>,以及所有轮廓中外接矩形最大宽度/>和最大高度/>
然后,判断矩形的是否大于/>,若/>,选择轮廓在/>轴方向上的分割间距列表作为网格每一列的分割值;
如果轮廓采用间距查找,没有找到明显的间隔,即/>列表为空,则以/>作为固定步长,在/>和/>之间重新计算/>,计算公式表示如下:
接着,按照从小到大的顺序遍历,分析网格的每一列/>是否有明显可被分割的间距/>,如果没有,则按照类似/>的计算方法,以/>作为固定长度,在/>之间重新计算/>,将计算的/>作为网格每一行的分割值;设置换向标/>,并将换向标初始化为/>
将参考点坐标带入预设关系式进行条件判断;其中,所述关系式为 ,所述参考点坐标为/>,所述/>为在/>轴方向上的分割值,所述/>为在/>轴方向上的分割值;
将所述参考点坐标满足所述关系式的网格块中所有轮廓,从所述轮廓列表中删除,并存入待规划轮廓列表; 包括:
从小到大遍历查找/>中轮廓的最小外接矩形上参考点的坐标/>,将满足,/>的网格块中所有轮廓存入/>
以所述参考点为基准,对所述待规划轮廓列表进行最近邻排序;
在所述轮廓列表为空时,基于排序结果输出各所述轮廓队列相应的轮廓切割顺序;包括:如果为空,则代表这个网格不存在待规划的轮廓,直接沿着/>轴方向继续查找下一个网格块;否则以输出的参考点/>为基准,对/>按照最近邻排序,并实时更新,将结果存储入/>列表中,直至/>遍历完成;判断参考点/>的/>值分别到/>和/>的距离,如果/>的/>值距离/>更近,则/>;反之,如果/>的/>值距离/>更近,则/>
6.一种电子装置,其特征在于,包括:处理器、存储器和通信总线;
所述通信总线用于实现所述处理器和存储器之间的连接通信;
所述处理器用于执行所述存储器中存储的一个或者多个程序,以实现如权利要求1至4中任意一项所述的切割路径优化方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1至4中任意一项所述的切割路径优化方法的步骤。
CN202110037039.0A 2021-01-12 2021-01-12 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质 Active CN112935575B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110037039.0A CN112935575B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110037039.0A CN112935575B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112935575A CN112935575A (zh) 2021-06-11
CN112935575B true CN112935575B (zh) 2024-06-07

Family

ID=76235284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110037039.0A Active CN112935575B (zh) 2021-01-12 2021-01-12 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112935575B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113909683B (zh) * 2021-10-13 2022-06-14 华中科技大学 品字形布局的三激光头协同切割落料路径规划方法和系统
CN113953685B (zh) * 2021-11-22 2023-09-01 重庆工商大学 一种平面板材激光切割路径规划方法
CN114918553B (zh) * 2022-06-29 2024-05-17 南京先进激光技术研究院 一种激光蚀刻过程热形变自适应控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010029958A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Shima Seiki Mfg Ltd 輪郭抽出装置と輪郭抽出方法及び輪郭抽出プログラム
CN102880113A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 上海柏楚电子科技有限公司 一种激光切割路径优化方法
CN103389683A (zh) * 2013-08-21 2013-11-13 济南铸造锻压机械研究所有限公司 大功率厚板数控激光切割机cam系统及方法
CN108857092A (zh) * 2018-07-17 2018-11-23 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光切割路径规划方法、装置、存储介质及计算机设备
CN109584357A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 中南大学 基于多轮廓线的三维建模方法、装置、系统及存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010029958A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Shima Seiki Mfg Ltd 輪郭抽出装置と輪郭抽出方法及び輪郭抽出プログラム
CN102880113A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 上海柏楚电子科技有限公司 一种激光切割路径优化方法
CN103389683A (zh) * 2013-08-21 2013-11-13 济南铸造锻压机械研究所有限公司 大功率厚板数控激光切割机cam系统及方法
CN108857092A (zh) * 2018-07-17 2018-11-23 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光切割路径规划方法、装置、存储介质及计算机设备
CN109584357A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 中南大学 基于多轮廓线的三维建模方法、装置、系统及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN112935575A (zh) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112935575B (zh) 一种切割路径优化方法、装置及计算机可读存储介质
JP4398455B2 (ja) 経路探索方法、プログラム及びシステム
CN112085644B (zh) 多列数据排序方法、装置、可读存储介质和电子设备
KR19990041374A (ko) 지형추적장치에 있어서 면탐색방법
CN111433780A (zh) 车道线检测方法、设备、计算机可读存储介质
CN116070575B (zh) 一种芯片布线优化方法及软件系统
CN110580506A (zh) 基于密度的聚类计算方法、装置、设备和存储介质
KR100963352B1 (ko) 궤적 데이터의 인덱싱 방법 및 그 방법을 이용하는 장치
CN114779770A (zh) 全局路径规划控制方法、装置、设备、介质及程序产品
CN114253975A (zh) 一种负载感知的路网最短路径距离计算方法及装置
CN116186571B (zh) 车辆聚类方法、装置、计算机设备及存储介质
CN112269848A (zh) 一种众包轨迹数据融合方法及装置
CN113111458B (zh) 一种基于dxf的钣金件自动识别和定位方法
CN115587227A (zh) 基于区间搜索的快速knn检索方法、装置、设备及存储介质
CN113867371A (zh) 路径规划方法和电子设备
CN116067385A (zh) 路径规划方法及系统
CN112948087A (zh) 一种基于拓扑排序的任务调度方法及系统
CN112037328A (zh) 生成地图中的道路边沿的方法、装置、设备和存储介质
CN112504288A (zh) 基于动态规划的局部路径规划方法
CN113673154B (zh) 一种晶粒分选过程中的寻径方法、装置、设备及存储介质
CN111291276A (zh) 一种基于局部方向中心性度量的聚类方法
CN113086054B (zh) 用于矿山无人驾驶的待装车辆等待位生成方法和装置
Dang et al. Adaptive large neighborhood search for scheduling of mobile robots
CN114470776B (zh) 一种高效分级寻路方法、装置、介质和设备
CN111026028B (zh) 针对加工工件实现二维平面化网格划分处理的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant