CN113168154A - 评估在套料布置中的工件方位 - Google Patents

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Abstract

在用于评估配属于工件(9)的子空间(9A)在套料计划中的方位的方法中，提供了轮廓数据、位置数据和切割进程数据，所述套料计划用于操控平台机床(1)的切割过程以从材料板(7)中切割出工件(9)，所述轮廓数据说明切割轮廓，所述切割轮廓限界在计划空间(23)中处于待评估的方位中的子空间(9A)，所述位置数据说明在评估时要考虑的空间在计划空间(23)中的位置，其中，所述空间包括承放空间(27)的组和承放周围空间(Fl、Se、N)的组，所述切割进程数据针对切割轮廓的至少一个区段说明切割进程的类型。基于累加的轮廓区段长度和所确定的损坏率，确定用于子空间(9A)的待评估的方位的评估值。

Description

评估在套料布置中的工件方位
技术领域
本发明涉及要利用平台机床从原材料板中切割出的工件的套料，尤其涉及一种用于评估套料计划的方法，该套料计划用于操控诸如平台激光切割机的平台机床的切割过程。此外，本发明涉及一种用于评估在套料计划中的工件方位的方法。
背景技术
套料在本文中指工件在原材料板(作为激光切割过程的起始材料板)上的定位。在板材加工行业中，待切割工件在原材料板上的套料是生产过程的一部分，其中，套料导致切割线的特定布局。在本文中，套料(Schachtelung)的结果在计划和切割阶段中也称为套料计划，工件根据该套料计划沿着切割线被切割。
尤其是在平台激光切割机中，主要是在最小化待使用的原材料方面解决这类二维(2D)套料问题，因为原材料通常构成总成本的很大一部分。但是，还需考虑其他方面。例如在平台激光切割机中，待加工零件轮廓相对于机器的承放腹板(也简称为“腹板”)的相对方位通常是未知的。因此，在腹板上方的切割进程中能够导致零件的品质损失和严重的腹板磨损。由于零件不稳定地支承在腹板上，附加地能够出现零件的不期望的倾斜和由此产生的过程干扰。例如US2012/0109352 A1公开了一种用于在避免切割路径与支承凸起重叠的情况下产生套料数据的方法，以便尤其降低支承部的损坏。此外，CN105740953 A公开了例如在冲压作业中的一种基于量子进化算法的工件套料。此外，EP1340584 B1、EP2029313 B1和EP2029314 B1公开了在切割轮廓的变化过程和承放尖端之间执行碰撞检查。根据结果，确定承放尖端的布置或者移动承放腹板。EP2029313 A1例如公开了在支撑点尖端的磨损方面优化工件承放并且优化保证良好零件沉积和残余零件沉积。
在JPH07299682 A中公开了，利用探测装置识别切割路径是否与承放销发生碰撞。若是，则移除(降低)该承放销。此外，US9,031,688 B2和US 8,455,787 B2公开了借助工件的质心来计算倾斜概率，并且，在JP H09271977 A中公开了在监视器上检查应自由下落的零件是否在承放尖端上。
在J.A.Bennell等人的“The geometry of nesting problems：A tutorial”，European Journal of Operational Research(欧洲运筹学杂志)184(2008)397至415页中包含关于套料(Nesting)方案的信息，尤其对于非拟合多边形。
发明内容
本公开的一个方面基于这种任务：提供一种用于多个待切割的工件的套料计划，该套料计划使得工件和/或承放腹板的损坏率减小。本公开的另一个方面基于这种任务：提供一种用于多个待切割的工件的套料计划，该套料计划使得倾斜率减小和/或废料脱落得以改善。“废料(英文：slug)”在本文中被理解为废料部分，该废料部分相应于从工件中或者通常从板中切割出的内部区域。
这些任务中的至少一个通过根据权利要求1的、用于评估套料计划的子空间的方位的方法，通过根据权利要求11或者12的、用于确定套料计划的方法，通过根据权利要求17的制造方法以及通过根据权利要求18的制造系统得到解决。在从属权利要求中提出扩展方案。
本公开文献的一个方面涉及用于评估套料计划的子空间的方位的方法。所述套料计划设置用于操控平台机床的切割过程以从材料板中切割出工件，并且，包括子空间(所述子空间相应于所述工件)在二维的计划空间中的无重叠的布置以及预先确定的承放空间和承放周围空间的布置。承放空间相应于材料板的在所述切割过程期间被支承的支承表面区域。所述方法具有以下步骤：
提供
-轮廓数据，所述轮廓数据说明切割轮廓，所述切割轮廓限界在计划空间中处于待评估的方位中的子空间，
-位置数据，所述位置数据说明在评估时要考虑的空间在计划空间中的位置，其中，所述空间包括承放空间的组和承放周围空间的组，以及
-切割进程数据，所述切割进程数据针对切割轮廓的至少一个区段说明切割进程的类型，
在使用位置数据、轮廓数据和切割进程数据的情况下求取累加的轮廓区段长度，其中，所述累加的轮廓区段长度中的每个累加的轮廓区段长度特定于切割进程的一个类型和空间的一个组说明切割轮廓的、分别在空间的相应组内的区段的累加长度，
通过将轮廓区段长度与权重因子加权结合来计算在待评估的方位中的切割轮廓的损坏率，所述权重因子根据空间的相应组和切割进程的相应类型限定损坏概率，以及
在使用计算出的切割轮廓损坏率的情况下确定用于子空间的待评估的方位的评估值。
另一个方面涉及一种用于确定子空间在切割过程方面、尤其是在损坏和品质方面被改善的套料计划的方法，其中，根据前述方法来计算用于子空间在套料计划中的方位的评估值。
在另一个方面中，用于确定套料计划的方法包括以下步骤：
将材料板放置在平台机床的托架的腹板尖端上，并且，确定材料板关于托架的方位数据，
检测承放腹板和/或腹板尖端关于托架和/或材料板的位置，以便提供在评估时要考虑的空间在计划空间中的位置数据，其中，
在腹板尖端上方的区域被配属于承放空间，所述承放空间相应于材料板的支承表面区域，
在腹板凹进部上方的区域被配属于承放重叠空间，其中，所述腹板凹进部可选地能够进一步细分成腹板尖端侧翼的区域和的区域腹板尖端谷部的区域，承放重叠空间在靠近和远离的情况下相应地配属于所述腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，并且，
边缘区域被配属于承放空隙空间，所述边缘区域于侧向衔接到承放腹板并且在承放腹板旁边沿着腹板尖端且可选地沿着腹板凹进部延伸，
提供关于计划空间在材料板上、尤其是材料板或者托架的坐标系上的布置的布置数据，以及
通过将子空间定位在根据前述方法所评估的方位中来确定套料计划。
在另一个方面中，一种用于利用平台机床按照工件特定的切割轮廓从材料板中切割出工件的制造方法包括以下步骤：
在运行平台机床期间实时地执行前述方法，其中，用于确定被改善的套料计划的计算由本地的和/或基于云的制造控制系统执行，并且，
基于被改善的套料计划执行切割进程。
在另一个方面中，一种制造系统包括平台机床和本地的和/或基于云的制造控制系统，该平台机床用于按照工件特定的切割轮廓从材料板中切割出工件，该本地的和/或基于云的制造控制系统用于在运行平台机床期间实时地执行前述的方法，以便给该平台机床在平台机床的切割过程方面提供被改善的套料计划。
其他方面包括计算机程序(或者计算机程序产品)和计算机可读的介质，在所述计算机可读的介质上存储有相应的计算机程序。所述计算机程序/计算机程序产品包括指令，在通过计算机、尤其是通过用于运行平台机床或者计划单元的以计算机实现的控制单元来实施所述程序时，所述指令促使所述计算机/所述控制单元实施/引起在本文中所描述的用于产生或者评估(切割过程导向的)套料计划的方法或者说用于评估在套料计划中的工件方位的方法。
所述计算机程序/所述计算机程序产品和所述计算机可读的介质相应地设置为用于实施先前所提及的方法之一，尤其是用于实施所有基于其主题能够由相应的计算机程序指令和/或例程实施的方法步骤。所述计算机程序能够保存在非易失性存储器上，所述非易失性存储器尤其用作用于运行平台机床或计划单元的控制单元的一部分。
在一些实施方式中，平台机床为了支承材料板而具有带有多个承放腹板的托架，所述承放腹板分别具有多个腹板尖端。承放周围空间能够包括相应于材料板的在切割过程期间位于承放腹板上方的区域的承放重叠空间和相应于材料板的在切割过程中不位于承放腹板上方的区域的承放空隙空间。于是，所述方法还能够具有以下步骤：
将所述切割轮廓细分成位于承放重叠空间中的区段和位于承放空隙空间中的区段，
在使用所述位置数据、所述轮廓数据和所述切割进程数据的情况下求取分别用于承放重叠空间和承放空隙空间的轮廓区段长度，
将用于承放重叠空间和承放空隙空间的轮廓区段长度以相应的权重因子纳入到用于切割轮廓的损坏率的计算中。
在一些实施方式中，提供位置数据的步骤能够包括：检测托架的承放腹板和/或腹板尖端的位置，该托架设置用于与平台机床一起使用，并且，该托架提供支承区域，该材料板能够被支承的在该支承区域中。在此，在腹板尖端上方的区域配属于承放空间，并且在腹板凹进部上方的区域配属于承放重叠空间。腹板凹进部可选地能够进一步细分成腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，承放重叠空间在靠近和远离的情况下相应地配属于所述腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域。此外，能够将于侧向衔接到承放腹板上并且在承放腹板旁边沿着腹板尖端且可选地沿着腹板凹进部延伸的边缘区域配属于承放空隙空间。
所述方法还可包括将材料板放置在托架上并且确定材料板关于托架的方位数据，其中，从材料板的空间布置推导出计划空间，在所述计划空间中限定了承放空间、承放重叠空间和承放空隙空间。
在一些扩展方案中，切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置能够借助位置数据被配属于空间的组，并且，能够根据切割轮廓的所配属的区段的规模或者沿着切割轮廓的位置的规模，尤其是根据用于承放空间的累加的轮廓区段长度确定子空间的待评估的方位的评估值。在计划空间中能够提供另外的支承空间，并且，切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置能够借助位置数据被配属于所述另外的支承空间，以评估子空间的待评估的方位。根据切割轮廓的配属于另外的支承空间的区段的规模或者沿着切割轮廓的位置的规模能够确定用于支承空间的累加的轮廓区段长度。能够将承放空间和另外的支承空间的累加的轮廓区段长度与权重结合，以便获得用于子空间的待评估的方位的评估值。
该方法还能够包括：提供配属于切割轮廓的、说明用于切割轮廓的刺入进程并且可选地说明用于切割轮廓的驶至进程(Anfahrvorgang)的前置切口(Anschnitt)数据，以及提供用于所述刺入进程并且可选地用于所述驶至进程的切割进程数据。在外，该方法能够包括：在使用位置数据、前置切口数据和切割进程数据的情况下，分别针对空间的组求取刺入数量(作为相应于刺入进程的轮廓区段长度的值)和可选地求取驶至区段长度；以及，将刺入数量并且可选地将驶至区段长度以相应的权重因子纳入到用于切割轮廓的损坏率的计算中。
在一些扩展方案中，能够执行零件品质分析处理，所述零件品质分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中，并且，所述零件品质分析处理取决于用于承放空间的轮廓区段长度。在一些扩展方案中，还能够执行倾斜分析处理，所述倾斜分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中，并且，所述倾斜分析处理包括计算在子空间的重心和与子空间重叠的承放空间之间的间距。
一般而言，子空间具有外部轮廓和封闭的内部轮廓，所述内部轮廓位于外部轮廓内。相应地，还能够执行针对内部轮廓的重叠分析处理，所述重叠分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中，并且，所述重叠分析处理包括计算内部轮廓与承放空间且可选地与承放重叠空间的重叠。
一般而言，能够将子空间定位多个方位中，所述多个方位在计划空间中的位置和/或取向在预先确定的变化范围内不同。能够将子空间定位在待评估的方位中，其方式是：在计划空间中移动和/或转动子空间；改变计划空间在材料板上、尤其是在材料板或者托架的坐标系中的布置；改变材料板关于托架的方位数据；改变用于至少一个子空间的刺入进程的刺入位置和/或驶至进程的驶至切割线；和/或，交换两个子空间在计划空间中的位置。
一般而言，权重因子取决于能量输入值，所述能量输入值在根据切割计划的切割过程中在腹板尖端的区域中被输入到承放腹板中。尤其地，用于切割进程的权重因子能够在腹板尖端上方的空间中最大，并且，较低的权重因子能够分别设置用于在腹板尖端侧翼上方的切割进程、在腹板尖端谷部上方的切割进程以及在边缘区域中的切割进程。
在本文中所描述的构思在减少承放腹板的磨损、提高零件品质、降低废品和缩短切割时间方面能够是有利的。此外，能够实现提高的过程可靠性，该提高的过程可靠性伴随着更低的维护开销。通过所实现的套料通常可以降低或者甚至最小化切割过程的成本。
本发明的优点能够包括：
-承放腹板的磨损最小化，因为能够避免在承放腹板上方的、尤其是在腹板尖端上方的刺入并且能够减少在承放腹板上方且沿着承放腹板延伸的切割轮廓区段。
-由于减少或者避免在腹板尖端上方的刺入进程进行而提高了生产率，因为在腹板尖端上可能需要更长的刺入持续时间或者可能需要中断刺入进程。
-针对承放腹板的预期使用寿命的预测模型成为可能。
-套料进程的在线改善进程的可扩展的实施，其中，能够通过云服务提供用于例如在线计算的计算能力。
-自动识别腹板条的任意装备方式的腹板占用。
-减少零件的倾斜以及相应的过程干扰。
-用于通过考虑有关腹板尖端和工件之间相对方位的知识来进行倾斜估计的稳健而有意义的模型。
-可选地，更可靠地自动分离构件与废料。
附图说明
在此公开允许至少部分地改善现有技术的方面的方案。尤其从在后面基于附图对实施方式的描述中得出其他特征及其适宜性。附图示出：
图1示出平台机床的示意性空间图，
图2示出套料计划的示意图，
图3示出用于产生套料计划的方法的流程图，该套料计划用于操控平台机床的切割过程，
图4A至4C示出用于说明在套料计划中的工件方位的校正可能性的示意图，
图5示出用于产生切割过程导向的套料计划的方法的流程图，
图6示出用于说明对承放空间的考虑的示意图，
图7示出承放腹板的示意图，
图8示出为了避免与支承空间重叠而在计划空间中移动子空间的示意图，
图9示出用于在纳入支承空间的位置数据的情况下评估子空间的方位的方法的流程图，
图10示出用于说明损坏评估的加权计算的概图，
图11A至11B示出用于说明损坏评估的改善的示意性图表，
图12示出用于说明考虑工件的倾斜的示意图，
图13示出用于说明考虑内部轮廓的示意图。
具体实施方式
在激光切割中能够如此套料工件，使得实现尽可能高的材料利用率，并且相应地使得材料损失量为低。
在此描述的方案部分地基于以下知识：根据工件在托架上的方位，可以例如在承放腹板处发生可求取的磨损，例如在刺穿和切割时发生。此外，已认识到，套料能够在计划阶段中在焊接或者说废料的飞走、零件的倾斜以及切割头与切割材料的碰撞方面被评估。发明人已经认识到，与切割过程相关联的这些限制中的至少一些涉及坯料(以及因此分布在坯料上的切割线)关于承放腹板的承放点的相对位置。
在此描述的方案能够允许对预给定的承放腹配置做出反应并且因而产生低损坏和低材料损失的套料。
在此公开的方案基于：所产生的工件相对于承放腹板的相对方位能够通过由现有传感装置检测腹板位置以及腹板尖端的位置提供用于套料方法。借助待在材料板上产生的工件的(期望)方位的知识，能够求取在计划空间中切割轮廓与腹板的交集。因此，能够估计腹板磨损和零件品质，并且可选地，能够附加地估计工件的可能的倾斜。基于这些信息，能够如此适配待产生的工件的方位，使得减少所描述的问题。
此外，已经认识到，除了由重叠切割引起的损坏之外，还能够借助其他参数、例如路径能量来评估磨损。同样，即使在切割开始之前，也能够识别出由于腹板上方的切割线走向而导致的工件污染的风险。
在本文中，路径能量是指在预给定的路径上传递给材料的能量。因此，关于材料板的路径能量是在预给定的路径上被引入到材料板中的能量。因此，关于承放腹板的路径能量是在预给定的路径上被引入到承放腹板中的能量。路径能量取决于激光功率，激光的进给速度、光谱和焦点，待切割工件的特性、板材的特性，尤其是材料、厚度、吸收特性、散射特性，工件或者说承放腹板与激光发射器的间距以及许多其他因素。此外，引入到承放腹板中的路径能量能够取决于切割线的在相应区域(例如，在承放腹板上的材料板的承放区域)中延伸的区段的长度；这在计划空间中相应于在所配属的空间中的相应的轮廓区段长度。
在此提出的评估方法能够允许在套料时通过适当的策略来克服此类问题。对此的一种可能性是：在板材上或者说在计划空间中有针对性地移动或者重新放置工件。在此，所述策略是可扩展的；即，整个材料板的直到以在以下标准——例如在腹板尖端上的切割轮廓、在腹板上方的切割轮廓、在腹板上方的刺穿、用于避免倾斜的稳定性标准、在没有用于自由切割后的掉落的承放件的情况下放置废料——方面得以改善的方位重新放置(重新套料)所有工件的移动和/或旋转是可能的措施。因此，能够基于合适的算法估计、评估并且根据所希望的度量来改善损坏率、倾斜概率或者废料掉落概率。
(重新)套料能够例如利用本申请人于2018年9月26日提交的德国专利申请第102018124146号中公开的方法来实现，该德国专利申请的标题是“用于平台机床的切割过程的工件套料”，其申请号为102018124146。所提到的专利申请被完整地并入本文中。
在另一个实施例中，能够通过估计、计算、求取和/或记录在每个腹板和/或每个腹板尖端上的路径能量来获得承放腹板的状态预测。由此也能够改善前述用于插值的解决方案，因为能够将路径能量的累加值作为腹板的负载以及其损耗程度考虑在内。例如，从腹板尖端的一定损耗开始，这种损耗不再被考虑为在倾斜计算时的稳定性标准，使得例如倾斜计算的鲁棒性能够被进一步提高。
除其他外，在本文中提出的方案的出发点为：在产生套料计划时，要考虑的支撑点(材料板的被承放区域、尤其是材料板的下侧的支承表面区域)的位置是已知，或者至少能够针对切割过程如此调节所述位置，使得这些位置能够适配于预先确定的且计划所基于的位置。
提出在托架上套料构件的套料方法能够基于进化算法。在本文中提出的过程导向的套料方法也能够实施为进化算法。在此，在损坏方面评估子空间的方位时考虑切割进程的相关的特性。例如，零件相对于托架的承放腹板的方位和刺入点的方位都能够纳入到评估中。
在本文中提出的方法能够被如此整合到切割过程中，使得：当将例如材料板放在托架上时，读取或者在开头获得所需的制造过程数据。承放区域相对于材料板的相对位置能够例如在运行期间确定。这能够例如借助平台机床的传感装置、尤其借助用于在平台机床的喷嘴与材料板之间进行间距探测的电容式间距传感装置来进行。通常能够检测承放腹板和/或腹板尖端的至少一个子组，并且可选地能够通过插值来计算未检测的承放腹板和/或腹板尖端的位置。其他测量方法基于例如光学传感装置，所述光学传感装置基于以下方法中的至少一种：基于表面图像记录的图像处理方法、激光截面方法、带状光投影方法、光场摄像机、诸如Time-of-flight(TOF)摄像机的3D摄像机，尤其用于对腹板凹进部进行距离和/或深度检测、对几何形状进行状态检测，所述状态检测用于伴随地判断承放腹板和/或腹板尖端的磨损，和/或，其他测量方法基于超声传感装置，所述超声传感装置尤其是在平台机床的切割头上使用超声传感器。
此外，在本文中提出的方法能够基于承放区域相对于计划板的确定的/预先确定的相对位置，其中，套料计划的创建、尤其将位置数据考虑在内的评估基于所述规定的/预先确定的相对位置进行。于是，对于制造过程来说需要的是，确保承放区域相对于转移到材料板上的套料计划的规定的/预先确定的相对位置。即，例如能够在材料板方面检测承放区域的位置，并且，套料计划(或者计划空间)能够相应于承放区域在材料板上规定的/预先确定的相对位置来对齐。
因此，在先前所提及的方案中，相对位置分别是已知的并且构成以下输入参数：这些输入参数在其方面可以是可调节的，并且相应地构成过程导向的套料中的另一自由度。
在下文中，首先阐述借助平台激光切割机生产工件，并且所述生产与套料计划关联(图1和2)。接着，结合图3来描述用于产生套料计划的方法，其中，图4A至图4C示例性地概述参照位置数据子空间的方位的校正可能性，所述位置数据代表腹板布置。结合图5来阐述具有进化算法的、用于产生套料计划的方法。最后，结合图6至图13在承放腹板、尤其计划空间中的承放空间对材料板的切割过程的影响方面呈现套料计划的一种示例性评估方案。
在图1中示出的示意性的平台机床1包括主壳体3，在该主壳体中利用激光射束执行切割过程。激光射束的焦点尤其由控制系统以沿布置在加工区域中的预给定切割线的方式在材料上引导，以便由该材料中从例如基本上二维延伸的板材中切割出具有特定形状的工件。
此外，平台机床1包括托架更换器5。托架更换器5构造为用于在制造期间定位一个或多个托架。能够将待切割的材料板(作为原材料或初始材料)支承在托架5A上，并且，将其置入到主壳体3中以用于切割过程。在完成切割进程之后，如图1中所示，能够将托架5A与经切割的材料板7从主壳体3中运出，使得能够分拣所切割的工件9。
在主壳体3中，能够将激光加工头(激光射束从该激光加工头中射出)在加工区域中自由定位，使得在待切割的材料板上能够基本上沿任意二维切割线引导激光射束。在进行激光切割时，激光射束沿切割线加热金属，直到金属熔化为止。气体射流(大多数情况下为氮气或氧气)通常从激光加工头的激光射束区域中射出，并且将熔化的材料向下推动并从所构造的间隙中推出。因此，在切割时，材料板7被激光射束完全切穿。
为了切割出工件9，使激光射束沿着切割线10运动。这通常在能够位于工件9外部的刺入点E处开始，并且然后尤其以弧形的方式(所谓的前置切口(Anschnitt)A)驶至工件9的轮廓。切割线首先接触到工件的轮廓的点就是之后结束切割的点(前提是连续的切割过程)。该点称为压力点D，因为该点是射出的气体射流在所切割的部分第一次能够自由运动的时间点对所切割的部分施加压力的点。尤其在薄的材料板的情况下，气体压力能够导致工件的倾斜，从而使工件的一部分从金属板的平面中突出并且例如能够与切割头发生碰撞。
在所示出的实施例中，托架5A具有多个承放腹板11，这些承放腹板横向于进给方向延伸并且彼此平行地定向。示例性地，承放腹板11彼此之间具有20mm至100mm、例如为60毫米的间距。承放腹板11构造出承放区域11A，在承放区域上放置材料板7。承放区域11A通常形成网格点，所述网格点沿着承放腹板11能够具有5mm至50mm、例如为15毫米的间距，其中，承放腹板能够具有1mm至5mm、例如为2mm的厚度。因此，承放区域11A形成以下区域的栅格，所述区域能够影响位于其上的材料板7的切割进程。承放腹板的影响切割过程的区域还能够延伸到直接衔接于与材料板接触的承放区域的区域，例如承放腹板11的通向承放区域11A的侧翼。
图1还示出摄像机13，该摄像机例如布置在主壳体3上。摄像机13尤其能够构造为用于托架5A、承放腹板11和承放区域11A以及材料板7关于托架5A(以及可能关于承放腹板11和承放区域11A)的相对位置的图像检测，并且该摄像机与平台机床1的控制系统的图像分析处理单元连接。
平台机床1能够具有本地的和/或基于云的制造控制系统，用于执行在本文中描述的、用于评估子空间在计划空间中的方位的方法和/或在本文中描述的、用于创建套料计划的方法。利用该本地的和/或基于云的制造控制系统能够在运行平台机床1期间实时产生评估和套料。由此，平台机床能够例如提供尤其是在放下材料板不久之后就在切割过程方面得到改善的套料计划。
在本文件中，“基于云的”是指一种尤其远程的、优选匿名的存储和/或数据处理设备，在该存储和/或数据处理设备中能够存储和/或在计算技术上处理多于一个、有利地数百个或者几千个不同用户的数据和评估。由此，不同的用户能够独立于制造地点地对方法的优化做出贡献。已经认识到，仅当读取数百个、尤其是几千个、尤其是一万个、尤其是几十万个用户评估时，所描述的方法才取得巨大成功。对于单个制造场所而言，一年之内通常无法实现这种数据量。因此，在某些情况下，该方法对于这样的制造场所而言可能仍无吸引力。
在一个制造控制系统(英文：manufacturing executing system，MES)中能够储存有多个加工计划。用于工件和/或工件复合体的工业加工的订单信息能够存储在所述加工计划中。除了激光切割之外，加工计划还能够包括其他加工步骤或者过程，例如成形、弯曲、冲压、加热、焊接、连接、表面处理等，工件能够并行或者依次经历所述其他加工步骤或者过程。工件能够协调地经历多个加工步骤，并且在整个制造控制中就已经能够调节和改善切割边沿品质。MES能够设计成在MES中设立并且利用MES处理待生产的工件的加工计划。在此，MES还能够设计成用于呈现工件的状态。这意味着，MES能够设计成用于输出加工步骤的顺序和已执行的加工步骤。有利地，MES能够附加地设计成用于将各个加工计划配属于多个机床。有利地，MES还能够设计成能够在任何时候手动或者自动干预加工计划的加工步骤。这具有这种优点：在多个不同加工计划的制造过程期间能够非常灵活地对不同的、尤其是意料之外的事件做出反应。这些事件例如能够是：更改加工计划或生产订单的优先级，新的高优先级生产订单，取消生产订单，缺少物料——例如在交货错误的情况下，机器故障，缺少技术人员，事故，确定了制造步骤的品质有误等。MES能够在本地安装在制造场所中和/或至少部分地基于云地远程安装。
可以看出，基于支承在局部化区域中的、与过程相关的风险可能影响过程可靠性。例如，在腹板上方的切割路径或者工件9的倾斜可能导致在承放腹板11上和/或在工件9上和/或在切割头上的损坏，并且因此提高废品的风险和故障时间。此外，承放腹板11的损坏导致用于更换的较高的服务成本或者导致更长的停机时间。当承放腹板11在承放区域11A中有损的情况下，还可能使承放点的数量减少，这可能增加工件9的倾斜风险。如果切割线10在承放区域11A附近延伸，则例如工件下侧的品质降低的风险增加。如果无法将熔化的材料充分吹出间隙并且因此无法完全分离工件，则切割过程也可能崩溃，这可能导致更多的废品零件。
因此，在本文中所描述的套料方法的一个任务也是，提出工件9在材料板7中的过程导向式的布置，该布置降低前述风险和降低由例如废品零件、服务以及平台机床的故障而导致的可能的附加成本。
此外，例如能够在附加地考虑承放区域的位置的情况下评估特定于废料的方面，例如从工件切割出的内部区域(废料，Butze)的倾斜概率或者废料从工件掉落的概率。前者能够借助所提及的、评估倾斜的评估方法在套料时进行，后者例如能够通过调校承放空间与废料空间来进行。
图2示出能够利用布置规则在二维的计划空间23中借助算法来产生的套料计划21。这例如能够是下(主方向)-左(副方向)的布置规则。在图2中，主方向从右向左延伸并且副方向从上向下延伸。计划空间23在计划板25的区域中展开。针对切割进程将计划板25如此转移到材料板上，使得计划空间23的相应几何形状数据相应于由平台机床1提供给工件板7的加工区域(并且支承情况与承放空间的假定的位置数据一致)。在当前示例中，假定矩形的计划空间23，其应该应用于相应地矩形成形的材料板。也可设想其他形状。
在切割过程之前的计划阶段中创建套料计划，当在计划中纳入例如当前所检测的位置数据时，则例如借助平台机床的控制单元进行创建，或者，如果例如基于预先确定的位置数据，则在具有相应计算能力的独立的计划单元中进行创建，所述预先确定的位置数据则在事后基于材料板在托架和承放腹板上的相应定位而被转换用于切割进程。套料计划的创建能够是制造控制系统的子任务。
套料计划21示出子空间9A至9F在二维的计划空间23中的无重叠的布置，其中，(也是二维的)子空间9A至9F相应于六种不同类型的工件。套料计划21涉及在这里示例性地为50个的测试工件的产生。
所呈现的布置基于用于总共50个子空间的嵌入顺序。嵌入顺序一般确定以下顺序：在连续产生套料计划21时，以该顺序将子空间相继嵌入到计划空间23中，并且在这里例如根据下-左布置规则(策略)以该顺序将子空间布置在计划空间23中。
在套料计划21中，还示意性地画出预先确定的承放空间27的空间布置。为了说明承放空间的起源，将这些承放空间以类似于承放腹板的方式部分地概括为线，并且仅在子空间9A至9F的区域中局部化地呈现为点。如已提及的那样，针对下述评估和套料方法存在位置数据，所述位置数据说明承放空间27在计划空间23中的位置。尤其在评估子空间的方位时使用所述位置数据。
为清楚起见，在计划空间23的角部的放大截面中示出其他切割过程数据和切割过程参数。子空间中的每个都由一个或多个封闭轮廓限界。示例性地，针对子空间9A(以阴影线突出显示)标明外部轮廓31A和内部轮廓31B。针对子空间9B的外部轮廓31A'附加地标明刺入点E、驶至路径A和压力点D。
示例性的子空间具有不同的尺寸，但是都足够小以至于气压能够影响子空间的稳定性。在图2的放大区域中，可以看到子空间9B中的各个承放空间27，所述承放空间与子空间的相应压力点D和相应重心S一起限定由子空间9B确定的工件的易倾斜性。
在图2中描绘的套料计划21还基于工件最小间距，尤其通过待切割的材料板的材料厚度和待实施的切割参数来确定该工件最小间距。至少在布置在计划空间23中的至少两个相邻的子空间9A至9F之间存在工件最小间距。工件最小间距例如处于例如5mm至20mm、尤其是10mm的范围中。
对于接下来描述的套料方法，一般能够使用以下布置规则，所述布置规则限定如何将子空间相继地在空间上布置在计划空间中。这不限于如在附图中示出的示例性套料计划所基于的下-左策略。而是例如也能够采用下-左填充策略或者非拟合多边形(No-Fit-Polygon)方案。
参照在图3中示出的用于产生套料计划的方法39的流程图，在本文中提出的套料方法一般从如下出发：将切割过程数据(例如计划空间的几何形状数据、关于承放空间的位置的位置数据、待布置的多个子空间及其数量数据)与套料输入参数(例如工件最小间距、嵌入顺序和布置规则)一起提供(步骤41A、41B)。
在第一步骤43中，套料方法根据嵌入顺序和布置规则将第一子空间布置在计划空间中(在嵌入顺序中列出的第一子空间的初始方位处)。在此，该方位通常涉及子空间之一的参考点、例如面重心，该参考点(前提是材料板的厚度均匀)相应于切割出的工件的质心。(应当注意，如果先做接下来描述的评估，则第一布置步骤、即初始方位已经能够被评估并相应地通过改变子空间的方位或者其他参数而得到改善。)
现在，在一系列其他步骤45A、47A...中，根据嵌入顺序和布置规则在计划空间中嵌入其他子空间。在此，布置规则分别给计划空间中新嵌入的子空间配属一个起始方位，在该起始方位中，该子空间的至少一点布置成与已经嵌入的另一个子空间相距工件最小间距。
在每次新嵌入子空间之后，例如执行对新嵌入的子空间的相应起始方位的充填密度评估和纳入位置数据的评估(步骤45B、47B、...)，例如用于评估损坏率或者倾斜行为。
根据新嵌入的子空间的起始方位的评估结果，识别至少一个替代方位(步骤45C、47C、...)。该替代方位又利用至少一个纳入位置数据的评估来评估(步骤45B'、47B'、...)。
现在，将起始方位的评估结果和至少一个替代方位的评估结果进行比较(步骤45D、47D、...)。基于该结果，特定于嵌入顺序地将所评估的方位之一确定为用于套料计划中新嵌入的子空间的切割方位(步骤45E、47E、...)。对于一个子空间，布置过程以切割方位的确定而结束，并且根据嵌入顺序确定并嵌入下一子空间。
如果已经以这种方式根据嵌入顺序添加了所有的子空间、对其进行了评估并且关于位置数据在方位方面进行了改善、尤其是优化，则已经产生了套料计划49A，该套料计划包括布置在切割方位的子空间。对于套料计划49A，能够由各个子空间的评估形成总体评估。能够将套料计划49A(例如与其总体评估一起)输出或者保存在控制单元的或计划单元的存储器中(步骤49)。
替代方位一般能够通过将平移操作和/或旋转操作应用到起始方位(或者应用到已经产生的替代方位)上而被产生。例如，能够通过在一个或两个方向上逐步移动预给定的增量来产生替代方位，其中，分别检查子空间是否是无重叠的并且是否仍然位于计划空间中。该移动能够伴随着子空间的旋转，或者，可以是仅当例如借助纯移动不能满足无重叠的布置的边界条件时才进行旋转。此外，优选地，能够逆着布置规则所基于的最后那个方向移动。替代地，所述移动能够沿着一个方向，在所述方向上存在与相邻子空间(或计划空间的边缘轮廓，该边缘轮廓在这种情况下例如与子空间的轮廓相当，在某些情况下是另一最小间距)的最小间距。该移动还能够以沿相邻的这些子空间的重心的连接线的方式进行。
图4A至图4C分别示出了在计划空间23中的两个子空间9A和9G，切割计划可以基于该计划空间。此外，图4A至图4C示出计划空间23在平台机床的坐标系上的投影，其方式是，示意性地表示具有多个承放腹板11的托架23以及材料板7。承放腹板11的预先确定的位置确定承放空间在计划空间23中的位置数据。
图4A和4B说明子空间9A和9G关于计划空间23的方位能够如何变化的可能性。例如，子空间9A能够在计划空间23中自由移动(图4A)或者它的方位能够与另一个子空间的方位交换(图4B)。此外，能够替代地或者补充地执行子空间的旋转运动。
此外，子空间9A和9G的方位能够与承放空间在计划空间23中的位置数据相关地移动。这相应于计划空间23在托架5A上的投影的变化，并从而相应于承放空间在计划空间23中的位置数据的改变。
参考在图5中示出的用于在二维的计划空间中套料任何子空间的方法71的示意性流程图，用于产生套料计划的方法尤其是对于在算法中的实现而言尤其能够被拆解为子空间的嵌入顺序和固定的布置规则。例如能够借助进化算法以改善为目的来改变待嵌入的子空间的嵌入顺序，以便获得具有尽可能好的总体评估值的嵌入顺序。套料算法作为进化算法的实现方式例如在“GeneticAlgorithms and Grouping Problems(E.Falkenauer，纽约：Wiley，1998年)”中被公开。
在本文中提出的评估在此能够实现例如这种方案：为了实现良好的改善能够使用布置规则，该布置规则不是强制地为了构造最紧密的充填而嵌入零件，而是也考虑子空间(工件)在计划空间(板材、材料板)中的方位以及子空间(工件)相对于承放区域(承放腹板的支撑部位)的方位。
在图5所示出的流程图中，套料计划在方法71中的产生基于预给定的嵌入顺序。所述嵌入顺序能够被用作算法的数据包，该算法设计成通过以下方式来改善套料计划：
a.根据预给定的选择标准来检查多个数据包，
b.选择特定数据包作为检查的结果，
c.通过组合所选择的数据包，产生另外的数据包，
d.尤其是根据随机预给定的规则将所述另外的数据包更改成已更改的另外的数据包，
e.可选地：从根据预给定的品质标准对已更改的另外的数据包进行的评估中产生评估数据，
f.可选地：从评估数据与已更改的另外的数据的组合中产生组合数据包，
g.依据预给定的品质特征来比较组合数据包的和/或已更改的数据包的和/或所选择的数据包的品质，
h.对于组合数据包，重复步骤a至g，直到在步骤g中品质的比较达到了一个预给定的值。
在套料方法71的第一步骤73中，将数据包初始化。初始嵌入顺序能够例如随机地产生或者基于经验值。
如例如结合图3已经阐述的那样，数据包中的每个都用于产生套料计划(步骤39)。如上所述，评估在此是建立在充填密度评估与至少一个纳入承放空间的位置数据的评估相结合的基础上。
接下来，针对全部数量的数据包执行总体评估的比较(步骤75)。基于被评估为良好的数据包，通过选择、更改和组合产生另外的数据包(步骤77)，以便在重新执行的步骤39中产生其他套料计划作为新数据包，在重新执行的步骤75中产生总体评估，并且比较这些总体评估，以便在此基础上反复开发新数据包。在此，选择和组合通常负责使评估为良好的数据包对随后的数据包具有更多影响。持续进行对另外的组合数据包和/或已更改的数据包和/或所选择的数据包的评估和开发，例如直到达到预给定的或者所希望的品质特征为止。如果品质的改善已经达到了确定的值，即例如进一步的品质改善保持在预给定的值之下，则也能够中断该评估。
最后，将具有由此存在的、满足特定标准的(对于当前利益而言确定为“最佳”的)总体评估的套料计划例如输出为切割过程导向的套料计划79A(步骤79)。
图6至图13涉及一种示例性的评估方案，该评估方案用于在承放空间对切割过程的影响方面评估套料计划。
图6以放大的方式示出来自图2的子空间9B。可以看到，限界子空间9B的外部轮廓31A'以及示例性地点状的承放空间27。区域83中的承放空间27与切口84的区域中的外部轮廓31A'基本上重合。区域85中的承放空间27位于切口84的区域中的外部轮廓31A'附近。区域87中的承放空间27远离外部轮廓31A'。接下来阐述的评估进程尤其针对承放空间和轮廓之间的相对位置的这种类别来区分承放空间27对切割过程的影响。
在图7中示例性地基于腹板结构以承放腹板101的俯视图和承放腹板101的示意性立体图表明相对位置，其中，承放尖端103通过“V”形凹部104彼此分离。在切割过程期间，材料板静态地位于多个承放尖端103上。
对于这类承放腹板，图8示出计划空间的局部105，两排107(支承)空间穿过该局部，所述两排空间与例如可以由图7的腹板结构形成的承放空间有关。
在下文中，示例性地阐述用于评估布置在二维的计划空间中的子空间的方位的方法。子空间属于套料计划，该套料计划设置用于操控平台机床的切割过程，以用于从材料板中切割出工件。一般而言，套料计划包括相应于工件的(二维)子空间在计划空间中的无重叠的布置以及预先确定的承放空间和承放周围空间的空间布置。承放空间相应于材料板的支承表面区域，该支承表面区域在切割过程期间被支承并且承放周围空间衔接到该支承表面区域上。
示例性地，图8示出子空间109，在该子空间中，压力点D和限界子空间109的外部轮廓111的区段111A在其中的一个排107上延伸。附加地，图8示出沿箭头113移动之后的子空间109，由此，外部轮廓111现在处于两个排107之间。
为用于评估子空间的方位的方法提供轮廓数据、位置数据和切割进程数据，所述轮廓数据说明切割轮廓，所述切割轮廓限界在计划空间中处于待评估的方位中的子空间，所述位置数据说明在评估时要考虑的空间在计划空间中的位置，所述切割进程数据针对切割轮廓的至少一个区段说明切割进程的类型。要考虑的空间包括承放空间的组和承放周围空间的组。
参照图7和图8，能够将轮廓的位置/区段与支承空间(如承放空间、承放周围空间)的排之间的相对位置的多种可能的类别限定为计划空间中的空间。从套料计划在材料板上的实施(投影)的角度来看，类别的示例为：
-承放(尖端空间SP作为承放空间的示例)，
-在承放尖端103旁边并且以小间距位于支承部的表面上方，例如在承放腹板101上方(侧翼空间Fl作为承放周围空间、尤其是(靠近的)承放重叠空间的示例，该侧翼空间具有在材料板下方的、距离不太远的结构)，
-在承放尖端103之间并且以大间距位于支承部的表面上方(凹部空间Se作为承放周围空间、尤其是(远离的)承放重叠空间的示例，该凹部空间具有在材料板下方的、距离较远的结构)，以及
-在承放腹板101附近/旁边(附近空间N作为承放周围空间的另一个示例，然而该附近空间不具有在材料板下方的结构，在本文中也称为承放空隙空间)。
为了说明，将来自计划空间的空间Sp、Fl、Se也在图7中示出的承放腹板的物理图示中表明。类似地，还示意性地表明尖端和凹部在计划空间中的位置。
以具有托架——所述托架为了支承材料板而具有多个承放腹板，所述承放腹板分别具有多个腹板尖端——的平台机床为例，承放周围空间能够包括相应于材料板的在切割过程期间位于承放腹板上方的区域的承放重叠空间和相应于材料板的在切割过程中不位于承放腹板上方的区域的承放空隙空间。由此，根据本方法，能够将切割轮廓细分成位于承放重叠空间中的区段和位于承放空隙空间中的区段，并且，针对这些区段，能够在使用所述位置数据、所述轮廓数据和所述切割进程数据的情况下分别求取轮廓区段长度。例如能够针对轮廓在一种空间中的区段确定沿着轮廓的走向的长度。在非直线的走向的情况下，能够通过将该区段分解成多个线性子区段来执行对区段长度的近似，或者，该近似能够基于轮廓到所述空间的进入点和出口点之间的间距。此外，例如对于刺入点来说，能够将长度二元地确定为在空间内或者不在空间内。然后，轮廓区段长度能够以相应的权重因子被纳入切割轮廓的损坏率的计算中。
图9示出对子空间的方位的、纳入位置数据的评估的示例性流程；即考虑支承的空间(尤其是空间的组)与子空间之间的相对方位。在计划空间中限定的套料计划或者说其子空间的评估方法在实现时涉及工件在材料板上的布置的切割过程，借助平台机床根据特定于工件的切割轮廓切割出这些工件。为了支承材料板，平台机床例如具有带有多个承放腹板的托架，其中，每个承放腹板具有多个腹板尖端，在切割过程中，材料板位置固定地位于所述腹板尖端上。
如果材料板被放置在托架上，则能够确定材料板关于托架的方位数据，其中，由材料板的空间布置能够推导出计划空间，在该计划空间中则限定了承放空间、承放重叠空间和承放空隙空间。
因此从以下出发：说明支承空间、尤其承放空间在计划空间中的位置的位置数据是已知的。在套料计划的实现中，这意味着，要么应将材料板相应地定向到托架的腹板尖端上，要么在执行该方法之前确定材料板相对于托架的方位数据。因此，一般检测和/或提供承放腹板、腹板尖端关于托架和/或关于材料板的位置。在某些情况下，附加地测量或者预先确定或者为了投影而预给定与计划板在材料板上的布置相关的布置数据。
在图9中示出的方法能够作为在用于为切割过程产生子空间(子空间的轮廓相应于之后的切割线)的套料计划的方法中的子步骤被执行。利用该方法来针对子空间的轮廓的待评估的方位确定损坏率。为此，对轮廓的在支承空间附近的部分(即腹板附近的区段)进行研究并且例如将其细分为上述空间类别Sp、Fl、Se、N。这尤其包括细分成在实现套料计划时在承放腹板上方的空间或者在承放腹板旁边的空间。
为了计算轮廓的损坏率，如在本文中一般性公开的，在使用位置数据、轮廓数据和切割进程数据的情况下求取累加的轮廓区段长度。其中每个累加的轮廓区段长度特定于切割进程的一个类型和空间的一个组，并且相应于切割轮廓的区段的分别位于空间的相应组内的累加长度。即，一个子空间的所有(切割)轮廓都被研究并且关于在评估时要考虑的空间在计划空间中的位置方面被评估。为此，全部位于空间的相同组的空间(例如全部在承放空间中)中的并且配属有相同切割类型的区段被一起看待并且共同给定相应组和相应切割类型的累加的轮廓区段长度。
通过将轮廓区段长度与权重因子加权结合来计算用于在待评估的方位中的切割轮廓的损坏率，所述权重因子根据空间的相应组和相应切割进程限定损坏概率(例如基于测试测量进行估计)。
以图7和图8为例，为了计算轮廓的损坏率，空间设有权重因子，所述权重因子根据区域和切割类型来限定承放腹板的损坏概率。在此，如果使用能够例如根据所引入的激光功率来区分的多个切割类型，则切割进程也能够设有权重。切割类型能够涉及刺入、驶至所述轮廓和沿轮廓切割。在本文中，“驶至进程”被理解为切割进程的(减弱的)驶至。这能够被执行，以便确保在切割过程中从刺入到所选择的切割参数的、过程可靠的过渡。驶至进程通常是在规则集的基础上执行的，其中，切割参数的调节在某些情况下可能已经沿着还不是所述子空间的切割轮廓的部分的切割线区段被执行。在此，尤其首先以适配的(降低的)进给和可能进一步修改的切割参数开始，并且然后根据规则集适配到标准参数，在所述标准参数的情况下引起所追求的与材料板的材料的相互作用。
对于子空间来说，则在使用计算出的切割轮廓损坏率的情况下确定子空间的待评估的方位的评估值。
在使用所有子空间的评估值的情况下，能够相应地基于所计算出的轮廓损坏率输出套料计划的评估参量。此外，子空间的评估值能够在套料方法中用于评估子空间的方位并且被用于改善该方位。
这种基本构思反映在图9的流程图中。评估以将子空间在计划空间放置在待评估的方位中为开始(步骤121)。根据套料方法中的状况，这例如能够是初始化方位、起始方位或者替代方位。
在步骤123中，研究子空间的轮廓的各个位置。尤其地，形成子空间的轮廓与支承空间(Sp、Fl、Se、N)的交集(步骤123A)，并且存储轮廓的相应位置。如果附加地提供了在该轮廓的情况下所设置的切割类型(步骤125)，则还能够将各个位置与所提及的切割类型相关联。
基于此，例如如以下结合图10阐述的那样计算腹板损坏值(步骤127)。
如果应考虑与位置相关的另外的评估，例如零件品质(步骤129A)、倾斜分析处理(129B)或者废料分析(129C)，则能够将这些另外的评估纳入到(步骤131)针对空间部分的待评估的方位存储的评估值中。
现在，检查是否应评估另一方位(步骤133)。如果是，例如当还未检查所有替代方位时，则能够选择一个替代方位(步骤135)并且将其作为步骤121中的待评估的方位提供给评估方法。
如果已遍历所有方位，则选择具有最合适的评估值的方位并且将其例如输出为切割方位(步骤137)。根据布置规则，现在嵌入下一子空间，并且其起始方位成为待评估的方位。一直继续这些，直到嵌入顺序的所有子空间都已被嵌入为止。然后，所有评估值一起形成所得出的套料计划的总体评估值。
参照图9的步骤123A至127以及图7和图8，在用于评估子空间的方位的方法中，借助位置数据将切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置配属于空间的组。根据切割轮廓的针对承放空间所配属的区段的规模或者沿着切割轮廓的针对承放空间的位置的规模，确定子空间的待评估的方位的评估值。借助位置数据，将切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置配属于另外的支承空间(承放周围空间Fl、N、Se)，以用于评估子空间的待评估的方位。用于这些支承空间的累加的轮廓区段长度能够根据切割轮廓的、配属于所述另外的支承空间的区段的规模或者沿着切割轮廓的位置的规模来确定。可以将承放空间Sp和另外的支承空间Fl、N、Se的累加的轮廓区段长度与权重结合，以便获得子空间的待评估的方位的评估值。
此外，在所述方法中，能够给出并且使用前置切口数据和切割进程数据，所述前置切口数据配属于切割轮廓并且说明切割轮廓的刺入进程以及可选地说明切割轮廓的驶至进程，所述切割进程数据用于刺入进程并且可选地用于驶至进程。能够在使用位置数据、前置切口数据和切割进程数据的情况下，例如求取一个组中的刺入数量(刺入进程的累加的轮廓区段长度在本文中简称为刺入数量)并且可选地求取分别用于空间的组的驶至区段长度。刺入数量并且可选地驶至区段长度能够以相应的权重因子纳入到用于切割轮廓的损坏率的计算中。
此外，为了评估待评估的方位，能够执行零件品质分析处理，所述零件品质分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中。零件品质分析处理例如取决于承放空间的轮廓区段长度，因为尤其切割进程能够受承放影响并且能够影响零件品质。
此外，为了评估待评估的方位，能够执行倾斜分析处理，所述倾斜分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中，并且，所述倾斜分析处理包括计算在子空间的重心和与子空间重叠的承放空间之间的间距。
如果子空间具有外部轮廓和位于外部轮廓内的封闭的内部轮廓，则为了评估待评估的方位还执行针对内部轮廓的内部空间的承放分析处理，该承放分析处理被纳入到用于子空间的待评估的方位的评估值中，并且该承放分析处理包括计算内部轮廓与承放空间且可选地与承放重叠空间的重叠。
图10给出计算的示例，步骤127(损坏风险的计算)和步骤129A(零件品质的计算)能够基于所述计算。考虑切割类型“刺入(竖条141A)”、“以减小的功率驶至(竖条141B)”和“切割(竖条141C)”。在三个竖条141A、141B、141C中，根据图11的步骤123A中的交集总结出轮廓的配属于空间Sp、Fl、Se、N的位置(贡献)。在竖条中的各个区域的高度分别相应于空间的相应组的累加的轮廓区段长度。每种类型的支承空间Sp、Fl、Se、N配属有特定于切割类型的加权因子e1至e4、a1至a4、s1至s4。借助这些加权，轮廓上的点纳入到特定于支承空间的评估中。切割类型也能够配属有权重因子r1至r3，所述权重因子纳入到特定于切割类型的组合中。以这种方式，可以针对损坏风险确定腹板损坏评估值143。
对于轮廓上的例如仅配属于切割(竖条141C)的位置，还能够评估由子空间方位得出的工件的品质。为此，使用特定于支承空间的加权因子q1至q4，使得能够针对零件品质确定零件品质评估值145。能够将零件品质评估值与腹板损坏评估值143组合成轮廓并从而成子空间的总体评估值147。
可以看出，借助位置数据来将轮廓的区段或者沿轮廓的位置配属于承放空间27(尖端空间Sp)，以用于评估定位于替代方位46中的子空间。待评估的子空间的方位的评估值则针对承放空间根据配属的轮廓区段的规模或者沿着轮廓的位置的规模来确定。
除了承放空间27之外，还能够辨识出计划空间中的另外的支承空间Fl、N、Se。借助位置数据，也能够将轮廓的区段或者沿着轮廓的位置配属于所述另外的支承空间，以用于评估定位于替代方位46中的子空间。
根据配属于另外的支承空间的轮廓区段的规模或者沿着轮廓的位置的规模来确定支承空间Fl、N、Se的评估值。相应地，能够将承放空间的评估值和另外的支承空间的评估值与权重相结合，以便获得子空间的待评估的方位的评估值。
权重通常能够取决于能量输入值，其中，用于腹板尖端空间中的切割进程的权重能够更大(例如最大)。较低的权重能够用于腹板侧翼空间中的切割进程、用于腹板凹部中的切割进程以及用于所提及的空间的排列的附近/挨着的空间中的切割进程。
图11A和图11B示出在使用在本文中所描述的评估方法的情况下改善子空间的方位的效果，该子空间具有多个内部轮廓和一个外部轮廓。图11A示出根据图10中的示例的情况，该示例具有针对切割类型“刺入”、“以减小的功率的驶至”和“切割”的竖条141A、141B、141C。可以看出，空间的所有组(承放空间和承放周围空间以及其(子)组——靠近和远离的承放重叠空间以及承放空隙空间)都配属有轮廓区段。即，在待评估的方位中的子空间轮廓示例性地在评估中应考虑的所有空间中延伸。换言之，切割计划表明了，属于该子空间的工件以在腹板尖端空间SP、腹板侧翼空间Fl、腹板凹部空间Se和附近空间N上方的刺入进程、驶至进程和切割进程被切割出。
在对子空间的方位在承放空间方面的改善之后，得出具有改善的评估值的新方位。如在图11B中所示的，在新方位中的子空间的轮廓在配属于切割类型“刺入”和“以减小的功率驶至”的空间中不再具有区段。仅在配属于切割类型“切割”(竖条141C')的空间中仍保留有轮廓区段。因此，后者例如可以归因于待生产的工件大于两个承放腹板之间的间距。
对于切割类型“切割”来说，附加地可能的是，改善累加的轮廓区段长度。如在竖条141C'中可看出的，例如将轮廓在腹板尖端上方的份额减小并且将轮廓在腹板侧翼上方的份额增大。相应地，对于四组空间得出更有利的累加的轮廓区段长度，使得一方面会降低损坏率，并且另一方面会提高零件品质。
图12示出对子空间9A的轮廓67上的压力点的不同位置的机械倾斜分析。在这种倾斜分析处理中，尤其使用承放空间的位置数据，以便计算子空间的重心和与该子空间重叠的承放空间之间的间距。
示例性地，在图12中以图表的形式绘制出倾斜概率K关于压力点在子空间9A的轮廓67上的位置P的变化过程，更确切地说在假设子空间9A关于承放空间的方位是固定的情况下。在该图表中可以看出，例如在位置P2处的扩展的稳定区域(低倾斜概率)，以及在位置P3周围的不稳定区域(增加的倾斜概率)。位置1既不能配属于特性“稳定”，也不能配属于特性“不稳定”。
倾斜概率能够作为参数被纳入到子空间的待评估的方位的评估值的确定中。
在图13中，以计划空间的局部105呈现在子空间109'中的内部轮廓151A至151D。在此针对废料的不同位置示出：废料与空间的重叠能够如何影响子空间的待评估的方位的评估值。由于内部轮廓例如与腹板尖端空间或者腹板侧翼空间重叠，所以会阻碍废料的掉落。
可以看出，在实施子空间109'在承放腹板上的切割计划的情况下将切割出内部轮廓151A和151B(用叉标记为不希望的)。通常如果内部轮廓尤其与承放空间或者支承重叠空间重叠，则内部轮廓的掉落能够受附近的支承结构的影响。
与此相反，子空间109'的内部轮廓151C和151D(以对号标记为允许的)不与诸如腹板尖端空间、腹板侧翼空间和腹板凹部空间的空间重叠；即，在实施切割计划时，在废料下方没有支承结构，因为这些废料是在承放腹板之间被切割出的。因此，废料能够不受干扰地掉落。
这种重叠分析处理能够针对内部轮廓被执行并且被纳入到子空间的待评估的方位的评估值中。在此，重叠分析处理能够使用承放空间的位置数据并且可选地使用承放重叠空间的位置数据。
明确强调，出于原始公开的目的以及出于限制要求保护的发明的目的，在说明书和/或权利要求书中公开的所有特征都应视为分开且彼此独立，而不取决于实施方式和/或权利要求中的特征组合。明确指出，出于原始公开的目的以及出于限制要求保护的发明的目的，所有范围说明或对单元集的说明都公开每个可能的中间值或单元的子集，尤其也公开了范围说明的边界。

Claims (18)

1.一种用于评估套料计划的子空间(9A)的方位的方法，其中，所述套料计划(49A)设置用于操控平台机床(1)的切割过程以从材料板(7)中切割出工件(9)，并且，所述套料计划包括相应于所述工件(9)的子空间(9A)在二维的计划空间(23)中的无重叠的布置以及包括预先确定的承放空间(27、Sp)和承放周围空间(Fl、Se、N)的布置，其中，所述承放空间(27、Sp)相应于所述材料板(7)的在所述切割过程期间被支承的支承表面区域，所述方法具有以下步骤：
提供
-轮廓数据，所述轮廓数据说明切割轮廓，所述切割轮廓限界在所述计划空间(23)中处于待评估的方位中的所述子空间(9A)，
-位置数据，所述位置数据说明在评估时要考虑的空间在所述计划空间(23)中的位置，其中，所述空间包括承放空间(27)的组和承放周围空间(Fl、Se、N)的组，以及
-切割进程数据，所述切割进程数据针对所述切割轮廓的至少一个区段说明切割进程的类型，
在使用所述位置数据、所述轮廓数据和所述切割进程数据的情况下求取累加的轮廓区段长度，其中，所述累加的轮廓区段长度中的每个累加的轮廓区段长度特定于切割进程的一个类型和空间的一个组说明所述切割轮廓的分别在空间的相应组内的区段的累加长度，
通过将所述轮廓区段长度与权重因子(e1、…、a1、…、s1、…)加权结合来计算在待评估的方位中的切割轮廓的损坏率，所述权重因子根据空间的相应组和切割进程的相应类型限定损坏概率，以及
在使用切割轮廓的所计算出的损坏率的情况下确定用于所述子空间(9A)的待评估的方位的评估值。
2.根据权利要求1所述的方法(39)，其中，
所述平台机床(1)为了支承所述材料板而具有托架(5A)，所述托架具有多个承放腹板(101)，所述承放腹板分别具有多个腹板尖端(103)，并且
所述承放周围空间(Fl、Se、N)包括相应于所述材料板(7)的在切割过程期间位于承放腹板(101)上方的区域的承放重叠空间和相应于所述材料板(7)的在切割过程中不位于承放腹板(101)上方的区域的承放空隙空间；并且，所述方法还具有以下步骤：
将所述切割轮廓细分成位于承放重叠空间中的区段和位于承放空隙空间中的区段，
在使用所述位置数据、所述轮廓数据和所述切割进程数据的情况下求取分别用于承放重叠空间和承放空隙空间的轮廓区段长度，和
将用于承放重叠空间和承放空隙空间的轮廓区段长度以相应的权重因子(e2、…、a2、…、s2、…)纳入到用于切割轮廓的损坏率的计算中。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，提供位置数据包括：
检测托架(5A)的承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)的位置，所述托架设置用于与平台机床(1)一起使用，并且，所述托架提供支承区域，所述材料板(7)能够被支承在所述支承区域中，其中，
在腹板尖端(103)上方的区域被配属于承放空间(Sp)，
在腹板凹进部(104)上方的区域被配属于承放重叠空间，其中，所述腹板凹进部(104)可选地能够进一步细分成腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，承放重叠空间在靠近和远离的情况下相应地配属于所述腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，并且，
边缘区域被配属于承放空隙空间，所述边缘区域于侧向衔接到承放腹板并且在承放腹板(101)旁边沿着腹板尖端(103)且可选地沿着腹板凹进部(104)延伸。
4.根据权利要求2或者3所述的方法，还具有以下步骤：
将材料板(7)放置在托架(5A)上并且确定材料板(7)关于托架(5A)的方位数据，其中，从材料板(7)的空间布置推导出计划空间(23)，在所述计划空间中限定了承放空间(Sp)、承放重叠空间和承放空隙空间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(39)，其中，承放空间(Sp)，切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置借助位置数据被配属于空间的组，并且，根据切割轮廓的所配属的区段的规模或者根据沿着切割轮廓的位置的规模、尤其是根据用于承放空间的累加的轮廓区段长度，确定子空间(9A)的待评估的方位的评估值。
6.根据权利要求5所述的方法(39)，其中，在计划空间(23)中提供另外的支承空间，并且，切割轮廓的区段或者沿着切割轮廓的位置借助位置数据被配属于所述另外的支承空间，以评估子空间(9A)的待评估的方位，
根据切割轮廓的配属于所述另外的支承空间的区段的规模或者根据沿着切割轮廓的位置的规模来确定用于所述支承空间的累加的轮廓区段长度，
将承放空间(Sp)和所述另外的支承空间的累加的轮廓区段长度与权重(e1、…、a1、…、s1、…)结合，以便获得用于子空间(9A)的待评估的方位的评估值(143)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还具有以下步骤：
提供配属于切割轮廓的、说明用于切割轮廓的刺入进程并且可选地说明用于切割轮廓的驶至进程的前置切口数据，以及提供用于所述刺入进程并且可选地用于所述驶至进程的切割进程数据，
在使用位置数据、前置切口数据和切割进程数据的情况下，分别针对空间的组求取刺入数量和/或求取驶至区段长度作为相应的累加的轮廓区段长度，以及，
将刺入数量并且可选地将驶至区段长度以相应的权重因子纳入到用于切割轮廓的损坏率的计算中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，还执行零件品质分析处理，所述零件品质分析处理被纳入到用于子空间(9A)的待评估的方位的评估值中，并且，所述零件品质分析处理取决于用于承放空间(Sp)的轮廓区段长度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，还执行倾斜分析处理，所述倾斜分析处理被纳入到用于子空间(9A)的待评估的方位的评估值中，并且，所述倾斜分析处理包括计算在子空间(9A)的重心(S)和与子空间(9A)重叠的承放空间(Sp)之间的间距。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述子空间(9)具有外部轮廓(31A)和封闭的内部轮廓(31B)，所述内部轮廓位于外部轮廓(31A)内，并且其中，还执行针对内部轮廓(31B)的重叠分析处理，所述重叠分析处理被纳入到用于子空间(9A)的待评估的方位的评估值中，并且，所述重叠分析处理包括计算内部轮廓(31B)与承放空间(Sp)的重叠且可选地包括计算内部轮廓与承放重叠空间的重叠。
11.一种用于确定子空间(9A)的在切割过程方面、尤其是在损坏和品质方面被改善的套料计划(49A)的方法，其中，所述套料计划(49A)设置用于操控平台机床(1)的切割过程以从材料板(7)中切割出工件(9)，并且，所述套料计划包括相应于工件(9)的子空间(9A)在二维的计划空间(23)中的无重叠的布置以及包括预先确定的承放空间(Sp)和承放周围空间(Fl、Se、N)的空间布置，其中，所述承放空间(Sp)相应于所述材料板(7)的在切割过程期间被支承的支承表面区域，并且其中，根据权利要求1至10中任一项所述的方法来计算用于子空间(9A)在套料计划(49A)中的方位的评估值。
12.一种用于确定套料计划(49A)的方法，其中，所述套料计划(49A)包括相应于待制造的工件(9)的子空间(9A)在二维的计划空间(23)中的无重叠的布置以及包括预先确定的承放空间(Sp)和承放周围空间(Fl、Se、N)的空间布置，并且其中，所述套料计划(49A)设置用于操控平台机床(1)的切割过程并且构造用于从材料板(7)中切割出工件(9)，所述平台机床为了支承材料板(7)而具有托架(5A)，所述托架具有多个承放腹板(101)，所述承放腹板分别具有多个腹板尖端(103)，所述方法具有以下步骤：
将材料板(7)放置在平台机床(1)的托架(5A)的腹板尖端(103)上，并且，确定材料板(7)关于托架(5A)的方位数据，
检测承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)关于托架(5A)和/或材料板(7)的位置，以便提供在评估时要考虑的空间在计划空间(21)中的位置数据，其中，
在腹板尖端(103)上方的区域被配属于承放空间(Sp)，所述承放空间相应于材料板(7)的支承表面区域，
在腹板凹进部(104)上方的区域被配属于承放重叠空间，其中，所述腹板凹进部(104)可选地能够进一步细分成腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，承放重叠空间在靠近和远离的情况下相应地配属于所述腹板尖端侧翼的区域和腹板尖端谷部的区域，并且，
边缘区域被配属于承放空隙空间，所述边缘区域于侧向衔接到承放腹板(101)并且在承放腹板(101)旁边沿着腹板尖端(103)且可选地沿着腹板凹进部(104)延伸，
提供关于计划空间(21)在材料板(7)上的布置、尤其是在材料板(7)或者托架(5A)的坐标系上的布置的布置数据，以及
通过将子空间(9A)定位在以根据权利要求1至10中任一项所述的方法评估的方位中来确定套料计划(49A)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将子空间(9A)定位在多个方位中，所述多个方位在计划空间(21)中的位置和/或取向在预先确定的变化范围内不同。
14.根据权利要求12或者13所述的方法，其中，将子空间(9A)定位在待评估的方位中，其方式是：
在计划空间(21)中移动和/或转动子空间(9A)，
改变计划空间(21)在材料板(7)上、尤其是在材料板(7)或者托架(5A)的坐标系中的布置，
改变材料板(7)关于托架(5A)的方位数据，
改变用于至少一个子空间(9A)的刺入进程的刺入位置和/或驶至进程的驶至切割线，和/或
交换两个子空间(9A、9G)在计划空间(21)中的位置。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，通过以下来检测承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)的位置数据：
平台机床(1)的传感装置、尤其是用于喷嘴与材料板(7)之间的间距探测的电容式间距传感装置，其中，检测承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)的至少一个子组，并且可选地通过插值来计算未检测的承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)的位置，
光学传感装置，所述光学传感装置基于以下方法中的至少一种：基于表面图像拍摄的图像处理方法；激光截面方法；带状光投影方法；光场摄像机；TOF摄像机，尤其是用于腹板凹进部(104)的深度检测、几何形状的用于伴随地判断承放腹板(101)和/或腹板尖端(103)的磨损的状态检测，和/或，
超声传感装置，所述超声传感装置尤其是在平台机床(1)的切割头上使用超声传感器。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，权重因子(e1、…、a1、…、s1、…)取决于在根据切割计划(49A)的切割过程中在腹板尖端(103)的区域中输入到承放腹板(101)中的能量输入值，其中，用于切割进程的权重因子在腹板尖端(103)上方的空间中最大，而较低的权重因子分别设置用于在腹板尖端侧翼上方的切割进程、在腹板尖端谷部上方的切割进程以及在边缘区域中的切割进程。
17.一种用于利用平台机床(1)按照工件特定的切割轮廓从材料板(7)中切割出工件(9)的制造方法，其包括：
在运行平台机床(1)期间实时地执行根据权利要求12至16中任一项的所述方法，其中，由本地的和/或基于云的制造控制系统执行用于确定被改善的套料计划(21)的计算，并且，
基于被改善的套料计划(21)执行切割进程。
18.一种制造系统，其具有：
平台机床(1)，所述平台机床用于按照工件特定的切割轮廓从材料板(7)中切割出工件(9)，以及
本地的和/或基于云的制造控制系统，所述本地的和/或基于云的制造控制系统用于在运行平台机床(1)期间实时地执行根据权利要求12至16中任一项所述的方法，以便给所述平台机床提供在平台机床(1)的切割过程方面被改善的套料计划(21)。
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