CN114407205B - 一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法及其算法 - Google Patents

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Abstract

一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法及其算法，包括步骤：标记板材、按宽度分组、筛选组合、按长度分组、整合分组、配对排版、计算利用率，重复配对流程，筛选利用率最高的方案、确认最终排版方案；该方法能够快速找出最优的排列方式，使材料的利用率达到最高，提高玻璃刀机的工作效率，能够应用于不同设备的使用，利用算法模拟排版，代替人工排版，提高排版效率和石材利用率，促进生产。

Description

一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法及其算法
技术领域
本发明涉及石料加工业领域，具体是一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法及其算法。
背景技术
石料加工业中，要将多个台面或配件放在同一块原材料中进行分割，排版算法的基本原则是找出最优 的排列方式，使材料的利用率达到最高。然而不同机器设备，要求的排版规则各不相同，而玻璃刀机的排版就有特殊的要求，需要切割的每一刀都必须贯穿到板边或切割线。但是，目前并没有针对这种需求的排版算法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，包括以下步骤：
S1、标记板材：获取待加工的板材的形状，选取矩形的板材，在板材上标记唯一的名称，并且测量板材的长度和宽度与加工台进行对比，若板材长度小于加工台长度和板材宽度小于加工台宽度，则为预选板材进入步骤S2，反之则为淘汰板材；
S2、按宽度分组：将宽度相同的预选板材分为一组，并且根据标记名称依次进行拼接组合，并记录各种组合的情形，测量各个板材组合后的长度；
S3、筛选组合：将各个板材组合的长度与加工台的长度进行对比，若板材组合的长度小于加工台的长度则为预选组合进入步骤S4，反之则为淘汰组合；
S4、按长度分组：将各个不同宽度分组中的预选组合，按照长度相同的条件再次进行分组，长度相同的板材组合视为同一个组合；
S5、整合分组：预选板材和预选组合标记为待选板材，当待选板材被配对选中时，其名称涉及到的预选板材和预选组合都将被排除下一轮的配对；
S6、配对排版：根据的排版方向和加工台的长度或宽度，在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合，被选中的板材放置平台内进行对齐排版，然后测量加工台剩余空间的长度或宽度，根据加工台剩余空间的长度和宽度进行第二轮配对，在剩余的待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版，如此类推，直到加工台的剩余空间的长度和宽度无法配对新的待选板材时停止；
S7、计算利用率：所使用的板材总面积/加工台的总面积得出具体的利用率；
S8、重复多次步骤S1-S7，选择利用率最高的排版方式为最终方案。
作为本发明的进一步优选方案，所述步骤S6中如出现多个待选板材的长度均为最接近加工台的长度或宽度的情况，则随机选择其一进行排版。
作为本发明的进一步优选方案，所述步骤S6中的排版方向为横排或者竖排；所述被选中的板材放置加工台后默认视为贯穿板材。
作为本发明的进一步优选方案，所述排版方向的确定为随机选择；所述排版方向为横排，根据加工台的长度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版；所述排版方向为竖排，根据加工台的宽度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版。
作为本发明的进一步优选方案，所述被选中的板材的排版方式为横排则视为横向贯穿，测量加工台剩余的宽度。
作为本发明的进一步优选方案，所述被选中的板材的排版方式为竖排则视为竖向贯穿，测量加工台剩余的长度。
另外，本发明还涉及一种排版算法，该算法采用上述的一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法进行编程；利用算法模拟排版，代替人工排版，提高排版效率和石材利用率。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，具备以下有益效果：
该方法能够快速找出最优的排列方式，使材料的利用率达到最高，提高玻璃刀机的工作效率，能够应用于不同设备的使用，统一排版规则，利用算法模拟排版，代替人工排版，提高排版效率和石材利用率，实时查看历史排版记录、切割石板数量、面积、总利用率等。
附图说明
图1为本发明结构部分示意图；
图2为板材和加工台尺寸示意图；
图3为板材横向排列尺寸示意图；
图4为板材按宽度分组示意图；
图5为板材与板材组合的情形示意图；
图6为排版一第一轮配对示意图；
图7为排版一第一轮配对后加工台剩余尺寸示意图；
图8为排版一第二轮配对后加工台剩余尺寸示意图；
图9为排版一第三轮配对后加工台剩余尺寸示意图；
图10为排版一的排版方案图；
图11为排版二的排版方案图；
图12为排版三的排版方案图；
图13为排版四的排版方案图；
其中：a、b、c、d、e、f、g为待加工的板材名称。
具体实施方式
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，而不是全部的实施例。
参照图1，本发明提供一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，包括以下步骤：
S1、标记板材：获取待加工的板材的形状，选取矩形的板材并记录，在待加工的板材上标记唯一的名称，由于市面上的板材多为长方形，加工台也多为长方形，加工台的台面要与板材同方向才能放得下，因此将所有标记好的板材旋转成横向，可以减少排版过程中的计算，测量板材的长度和宽度与加工台进行对比，若板材长度小于加工台长度和板材宽度小于加工台宽度，则为预选板材进入步骤S2，反之则为淘汰板材；
S2、按宽度分组：将宽度相同的预选板材分为一组，并且根据标记名称依次进行拼接组合，并记录各种组合的情形，测量各个板材组合后的长度；
S3、筛选组合：将各个板材组合的长度与加工台的长度进行对比，若板材组合的长度小于加工台的长度则为预选组合进入步骤S4，反之则为淘汰组合；
S4、按长度分组：将各个不同宽度分组中的预选组合，按照长度相同的条件再次进行分组，长度相同的板材组合视为同一组，不同高度之间的组合，总宽度可能相同，所以要以总宽度再次分组；
S5、整合分组：预选板材和预选组合为待选板材，所述预选板材都标记唯一的名称，当排版选择时被选中的板材，其名称涉及到的预选组合将被删除在列；
S6、配对排版：根据的排版方向和加工台的长度或宽度，在待选板材中配对长度最接近加工台长度或宽度的预选板材或预选组合，选中的板材放置平台内进行对齐排版，然后测量加工台剩余空间的长度或宽度，根据加工台剩余空间的长度和宽度进行第二轮配对，在剩余的待选板材中选择长度最接近的预选板材或预选组合进行排版，如此类推，直到加工台的剩余空间的长度和宽度无法配对新的待选板材时停止；
S7、计算利用率：所使用的板材总面积除以加工台的总面积得出具体的利用率；
S8、重复多次步骤S1-S7，重复的次数根据计算机运算能力或可接受的计算时间而定，并记录每一次排版后的图形，避免重复相同的排版图形，提高计算效率，选择利用率最高的排版方式为最终方案，最终方案不一定是最优解，若需要找出最优解，将所有可能出现的情形都计算出来进行比较。
作为本发明的进一步优选方案，所述步骤S6中如出现多个待选板材的长度均为最接近加工台的长度或宽度的情况，则随机选择其一进行排版。
作为本发明的进一步优选方案，所述步骤S6中的排版方向为横排或者竖排；所述被选中的板材放置加工台后默认视为贯穿板材，贯穿方向为板材长度的方向，贯穿部分视为不可再利用，得到每次排版后加工台的剩余可利用面积始终为矩形，以便快速配对最佳的排版方案。
作为本发明的进一步优选方案，所述排版方向的确定为随机选择；所述排版方向为横排，根据加工台的长度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版；所述排版方向为竖排，根据加工台的宽度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版。
作为本发明的进一步优选方案，所述被选中的板材的排版方式为横排则视为横向贯穿，测量加工台剩余的宽度。
作为本发明的进一步优选方案，所述被选中的板材的排版方式为竖排则视为竖向贯穿，测量加工台剩余的长度。
另外，本发明还涉及一种二维图形贯穿式排版算法，该算法采用上述的一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法进行编程；利用算法模拟排版，代替人工排版，提高排版效率和石材利用率，实时查看历史排版记录、切割石板数量、面积、总利用率等。
作为本发明的一个具体实施例:获取板材和加工台的尺寸，假设加工台的面积为3600*1600，参考图2中底部的矩形，其余矩形为待加工的板材；将待加工的板材统一成横向放置如图3所示；以宽度相同分组，由于待加工板材中存在尺寸3800*900，无法将其放置到加工台内，因此排除，剩余的板材添加标记如图4所示；以宽度600的一组为例，可以产生如图5所示的组合，由于组合[a,b,c]的长度为 3700，大于加工台长度，所以此组合不采纳；通过所有分组配对后，统计目前可以采用的所有待选板材为：[a]=1000,[b]=1300,[c]=1400,[ab]=2300,[ac]=2400,[bc]=2700,[d]=1200,[e]=800,[de]=2000,[f]=900,[g]=1500,[fg] =2400，由于组合[fg]的长度与组合[ac]的长度相同，因此在排版计算的时候视为同一板材，方便计算；
在待选板材中进行第一轮配对，假设本次采用横排的方式，待选板材中可选的最大总长度为2700，只有一个待选方案组合[bc]，则选取组合[bc]放在加工台中，效果如图6，其中灰色区域为视为贯穿部分，不可再用；测量加工台剩余空间的宽度为1000，如图7所示；由于本轮使用的组合名称为b和c，则排除待选板材中名称包含b或c的预选板材或预选组合，由于组合[fg]和组合[ac]视为同一板材，所以[fg]也对应被排除；则剩余以下待选板材：[de]=2000，[g]=1500，[d]=1200，[a]=1000，[f]=900，[e]=800；
根据加工台剩余空间的面积3600*1000进行第二轮配对，假设本次采用竖排的方式，待选板材中可选的最大总长为1000；只出现一个待选方案板材[a]，则选取板材[a]放在容器中，效果如图8，加工台剩余的宽度刚好等于板材[a]竖排的长度，所以不产生不再可用部分；测量加工台剩余空间的长度为3000;由于本轮使用的组合名称为[a]，则剩余以下待选板材;[de]=2000,[g]=1500,[d]=1200,[f]=900,[e]=800；
根据加工台剩余空间的面积3000*1000进行第三轮配对，假设本次采用横排的方式，待选板材中可选的最大总长为2000；只出现一个待选方案组合[de]，则选取组合[de]放在容器中，效果如图9，新增灰色区域，不可再用；测量加工台剩余空间的宽度为500；由于本轮使用的组合名称为[de]，则剩余以下待选板材：[g]=1500,[f]=900；
根据加工台剩余空间的面积3000*500进行第四轮配对，由于剩下的待选板材[g]=1500*800,[f]=900*800，无论横排或者竖排均不能放入加工台的剩余空间，因此不符合排版的条件，停止排版；
记录本次所排版板材名称a、b、c、d、e，排版方式的结果：横排[bc],竖排[a],横排[de]；本次排版命名为排版一如图10所示，所使用板材的总面积为3220000，加工台的总面积为5760000，得出排版一的利用率为0.559。
根据原有的待选板材按照本方法重新进行排版，需要避免之前已经出现过的方案如排版一，采用计算机程序迭代排版演示，如此类推，以重复3次为例，参考图11-13，灰色部分视为贯穿部分，得出新的排版结果：排版二、排版三、排版四；分别计算排版结果的利用率：排版二为0.788，排版三为0.823，排版四为0.892；经过四次的重新排版选择最高利用率的排版四0.892为最终方案，其排版方式的结果为竖排[g]、横排[bc]、竖排[f]、横排[d]、横排[e]；采用排版四的方案进行排版加工。
以上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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，包括以下步骤：
S1、标记板材：获取待加工的板材的形状，选取矩形的板材，在板材上标记唯一的名称，并且测量板材的长度和宽度与加工台进行对比，若板材长度小于加工台长度和板材宽度小于加工台宽度，则为预选板材进入步骤S2，反之则为淘汰板材；
S2、按宽度分组：将宽度相同的预选板材分为一组，并且根据标记名称依次进行拼接组合，并记录各种组合的情形，测量各个板材组合后的长度；
S3、筛选组合：将各个板材组合的长度与加工台的长度进行对比，若板材组合的长度小于加工台的长度则为预选组合进入步骤S4，反之则为淘汰组合；
S4、按长度分组：将各个不同宽度分组中的预选组合，按照长度相同的条件再次进行分组，长度相同的板材组合视为同一个组合；
S5、整合分组：预选板材和预选组合标记为待选板材，当待选板材被配对选中时，其名称涉及到的预选板材和预选组合都将被排除下一轮的配对；
S6、配对排版：根据的排版方向和加工台的长度或宽度，在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合，被选中的板材放置平台内进行对齐排版，然后测量加工台剩余空间的长度或宽度，根据加工台剩余空间的长度和宽度进行第二轮配对，在剩余的待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版，如此类推，直到加工台的剩余空间的长度和宽度无法配对新的待选板材时停止；
其中，排版方向为横排或者竖排；所述被选中的板材放置加工台后默认视为贯穿板材；
如果被选中的板材的排版方式为横排则视为横向贯穿，测量加工台剩余空间的宽度；如果被选中的板材的排版方式为竖排则视为竖向贯穿，测量加工台剩余空间的长度；贯穿部分，视为不可再用，不属于剩余空间；
S7、计算利用率：所使用的板材总面积/加工台的总面积得出具体的利用率；
S8、重复多次步骤S1-S7，选择利用率最高的排版方式为最终方案。
2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，其特征在于，所述步骤S6中如出现多个待选板材的长度均为最接近加工台的长度或宽度的情况，则随机选择其一进行排版。
3.根据权利要求1所述的一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法，其特征在于，所述排版方向的确定为随机选择；所述排版方向为横排，根据加工台的长度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版；所述排版方向为竖排，根据加工台的宽度在待选板材中配对长度最接近的预选板材或预选组合进行排版。
4.一种排版算法，包括权利要求1-3任一项所述的一种用于玻璃切割机石料加工的排版方法。
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