CN116090667A - 板材切割过程中的余料处理方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种板材切割过程中的余料处理方法、装置、设备和存储介质，其中的方法包括：S1、获取零件套料后的板材信息；S2、基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；S3、基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；S4、基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；S5、将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。通过本申请的余料处理方法不仅能有效提高板材利用率，而且能够有效提高余料处理的效率。
Description
技术领域
本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种板材切割过程中的余料处理方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
数控切割加工过程中需要通过排样确定切割下料方案，然后按照切割下料方案将原材料切割成所需的坯料，再对坯料进行机械加工。在实际加工中不可避免的会产生切割余料，对于价格昂贵的钢材，余料的管理与利用，显得更加重要。
现有的余料处理采用手动绘制余料图，然后工人凭借肉眼和手工测量，调整机床位置重新切割出可以被利用的板材，导致企业中存在余料管理混乱、繁琐，余料选择盲目，工作量大的问题，并且不能够对板材进行充分利用，存在板材利用率低的问题。
为此，如何提高板材利用率，同时提高余料处理的效率成为当前需要解决的技术问题。
发明内容
（一）要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种板材切割过程中的余料处理方法、装置、设备和存储介质。
（二）技术方案
为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种板材切割过程中的余料处理方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取零件套料后的板材信息；
S2、基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
S3、基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
S4、基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
S5、将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
可选地，所述余料参数包括：余料图形最小尺寸、板材留边距离、余料过切距离。
可选地，步骤S3包括：
根据所述余料分割类型，生成初始完整余料线；
根据所述板材留边距离，将所述初始完整余料线按照预先设置的外扩参数进行外扩，得到所述完整余料线。
可选地，步骤S4包括：
S41、计算所述完整余料线与板材外轮廓以及内孔轮廓的交叉点位置参数；
S42、根据所述交叉点位置参数生成余料切割线组；
S43、删除所述余料切割线组中经过内孔轮廓的余料线；
S44、基于所述余料切割线组和板材的内外轮廓，确定余料板材轮廓信息；
S45、根据所述余料图形最小尺寸和所述余料板材轮廓信息，判断所述余料板材的轮廓是否满足余料边长要求；
S46、根据判断结果，基于所述余料过切距离和所述余料切割线组，生成余料切割线。
可选地，S46包括：
当判断结果为不满足时，则取消当前余料切割；
当判断结果为满足时，根据所述余料过切距离，将所述余料切割线组中与板材内孔轮廓、外轮廓相交的余料线端点，向X和Y方向进行延伸，生成余料切割线。
可选地，所述余料切割类型包括：X向矩形、Y向矩形、XY向矩形、YX向矩形、L型余料、轮廓余料、单矩形自动、多矩形自动。
第二方面，本申请实施例提供一种板材切割过程中的余料处理装置，该装置包括：
板材信息获取模块，用于获取零件套料后的板材信息；
外包络生成模块，用于基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
完整余料线生成模块，用于基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
余料切割线生成模块，用于基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
余料板材信息生成模块，用于将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的板材切割过程中的余料处理方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的板材切割过程中的余料处理方法的步骤。
（三）有益效果
本申请的有益效果是：本申请提出了一种板材切割过程中的余料处理方法、装置、设备和可读存储介质，其中的方法包括：S1、获取零件套料后的板材信息；S2、基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；S3、基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；S4、基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；S5、将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。通过本申请的余料处理方法可以节省大量的人工、时间，提高余料处理的效率，并且能有效提高板材利用率，切割后的余料板整齐，便于以后的使用。
附图说明
本申请借助于以下附图进行描述：
图1为本申请一个实施例中的板材切割过程中的余料处理方法流程示意图；
图2为本申请另一个实施例中的板材切割过程中的余料处理方法流程示意图；
图3为本申请另一个实施例中参与排样的板材示例图；
图4为本申请另一个实施例中排料后的板材示例图；
图5为本申请另一个实施例中的x向余料切割线示例图；
图6为本申请另一个实施例中的余料切割线示例图；
图7为本申请另一个实施例中的板材切割过程中的余料处理装置架构示意图；
图8为本申请再一个实施例中的电子设备的架构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。可以理解的是，以下所描述的具体的实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
本方法应用于用于板材切割的计算机数控（Computerized Numerical Control ，CNC）系统中，具体地，可在CNC系统的主控设备中执行。
需要说明的是，本发明的方法对于板材和套料零件的形状不作具体限定，因此该方法对不同形状的切割板材和套料结果均适用。
实施例一
图1为本申请一个实施例中的板材切割过程中的余料处理方法流程示意图，如图1所示，本实施例的板材切割过程中的余料处理方法包括：
S1、获取零件套料后的板材信息；
S2、基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
S3、基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
S4、基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
S5、将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
本实施例的板材切割过程中的余料处理方法，在套料完成后如果零件没有布满整张板材，则生成对应的余料切割线，从而实现余料的切割；并将余料板信息添加到板材库中，实现了余料的合理循环利用，有效提高了板材的使用率。
借助于本发明的方法集成在套料中，套料后自动生成余料切割线和余料板材，自动切割代替了手动切割，自动生成的余料图形取代了手动绘制，解决了手工绘制余料图的复杂、不准确的问题，有效提高余料处理的效率。
为了更好地理解本发明，以下对本实施例中的各步骤进行展开说明。
本实施例S1中，套料是使用一种或多种数学算法来自动向套料添加图形，同时旋转和装配零件，以实现板材的最佳利用率。因此零件套料后的板材包括外轮廓和切割零件后留下的内孔轮廓，相应的，零件套料后的板材信息包括外轮廓信息和内孔轮廓信息。外轮廓信息和内孔轮廓信息可以从现有的套料软件中获取。
本实施例S2中，板材的外包络矩形即轮廓集合的最小外接矩形，最小外接矩形的确定方法为现有技术，本实施例不再展开描述。
本实施例S3中，余料参数包括：
余料图形最小尺寸，表示设置能生成余料的最小边长；
板材留边距离，表示设置余料线和零件之间的间距；
余料过切距离，表示余料线从板材外起刀点和收刀点，与板材边缘的距离。
本实施例S3中，余料分割类型包括：
X向矩形，即绘出一条平行于X轴的余料切割线；
Y向矩形，即绘出一条平行于Y轴的余料切割线；
XY向矩形，即绘出分别平行于X轴和Y轴的余料切割线，但保留整个与X轴平行的余料；
YX向矩形，即绘出分别平行于X轴和Y轴的余料切割线，但保留整个与Y轴平行的余料；
L型余料，即按照套料后的包络矩形，生成余料切割线；
轮廓余料，即梯形余料，按照套料后的轮廓线生成梯形余料；
单矩形自动，即根据套料结果，自动计算出X轴项的余料大小和Y轴项的余料大小，并选择最大的余料生成余料切割线；
多矩形自动，即根据套料结果，自动计算出XY向矩形的余料大小和YX向矩形的余料大小，并选择最大的余料生成余料切割线。
本实施例中，步骤S3包括：
根据余料分割类型和预设的余料参数，以计算出的外包络矩形为切割对象，生成完整余料线。
本实施例步骤S4中，基于完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线，即保留处于板材上的切割线段。
实施例步骤S5中，将基于余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成的待加工余料板材信息可以包括板材的轮廓信息、尺寸信息。
将生成的余料板材添加到板材库中，作为今后零件套料时的候选板材，从而可以提高板材利用率。
实施例二
本实施例的执行主体可以是嵌入在激光切割系统的套料系统，可以包括存储器和处理器，在其他一些实施例中执行主体还可以是其他可实现相同或相似功能的电子设备，本实施例对此不加以限制。
本实施例在实施例一的基础上，提出了另一种完整余料线的生成方式。
本实施例中，完整余料线的生成过程包括：
计算出套料后图形的包络线；
根据余料分割类型，生成初始完整余料线；
根据板材留边距离，即余料线和零件之间的间距，将初始完整余料线按照预先设置的外扩参数进行外扩，得到完整余料线。通过外扩，切割余料线时可以避免损伤零件。
实施例三
本实施例在以上实施例的基础上，提出了步骤S4、基于完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线的具体实现方法。
本实施例中，步骤S4包括：
S41、计算完整余料线与板材外轮廓以及内孔轮廓的交叉点位置参数；
S42、根据交叉点位置参数生成余料切割线组polyline[n]；
S43、删除余料切割线组polyline[n]中经过内孔轮廓的余料线；
S44、基于余料切割线组polyline[n]和板材的内外轮廓，确定余料板材轮廓信息；
S45、根据余料图形最小尺寸和余料板材轮廓信息，判断余料板材的轮廓是否满足余料边长要求；
S46、根据判断结果，基于余料过切距离和余料切割线组，生成余料切割线，具体包括：
当判断结果为不满足时，则取消当前余料切割；
当判断结果为满足时，根据余料过切距离，将余料切割线组中与板材内孔轮廓、外轮廓相交的余料线端点，向X和Y方向进行延伸，生成余料切割线。
根据设置的最小余料尺寸，判断当前分割后的余料是否小于该尺寸，从而剔除尺寸太小、没有重复利用价值的余料板材，仅对有重复利用价值的板材进行切割后生成余料板。
本实施例方法可以提供完善的、全程跟踪的余料管理方案，提高了企业的生产成本和工作效率；并且通过余料自动切割、余料图自动生成与保存等功能，进一步提高了生产效率。
以下给出在套料软件中实现本实施例方法的示例。图2为本申请另一个实施例中的板材切割过程中的余料处理方法流程示意图，如图2所示，余料处理方法包括以下步骤：
选择排料后的板材，图3为本申请另一个实施例中参与排样的板材示例图，如图3所示，图中的圆形为板材的内孔轮廓，矩形为板材的外轮廓；图4为本申请另一个实施例中排料后的板材示例图，如图4所示，图中下半部分示出了为零件排料的分布情况。
设置余料最小尺寸；
设置板材边距；板材留边可设置为2mm；
设置余料过切距离；具体地，可设置为1mm；
计算完整的余料切割线；图5为本申请另一个实施例中的x向余料切割线示例图，如图5所示，图中间的水平方向的、白色的线段即为本示例中的x向切割线；
计算完整的余料切割线与板材内外轮廓交点，并生成余料切割线组；
删除余料切割线组中不需要切割的余料线；
根据设置的余料过切距离，修改部分余料切割线；图6为本申请另一个实施例中的余料切割线示例图，如图6所示，白色的虚线段即为余料切割线。
将生成的余料板添加到板材库中。
通过本示例中的方法，剩余板材可以通过该方法自动生成余料线，自动生成余料板材，并将余料板添加到板材库中，实现了一键操作，大大节省了人工、时间。
实施例四
本申请第二方面提供了一种板材切割过程中的余料处理装置，图7为本申请一个实施例中的板材切割过程中的余料处理装置架构示意图，如图7所示，该装置包括：
板材信息获取模块01，用于获取零件套料后的板材信息；
外包络生成模块02，用于基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
完整余料线生成模块03，用于基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
余料切割线生成模块04，用于基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
余料板材信息生成模块05，用于将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
本实施例装置的实现过程和技术效果可以参见前述方法实施例中的描述，此处不再展开描述。
实施例五
本申请第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上实施例中任意一项所述的板材切割过程中的余料处理方法的步骤。
图8为本申请一个实施例中的电子设备的架构示意图。
图8所示的电子设备可包括：至少一个处理器101、至少一个存储器102、至少一个网络接口104和其他的用户接口103。电子设备中的各个组件通过总线系统105耦合在一起。可理解，总线系统105用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统105除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统105。
其中，用户接口103可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball) 或者触感板等。
可以理解，本实施例中的存储器102可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、可编程只读存储器 (Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Sync Link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器102旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器102存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统1021和应用程序1022。
其中，操作系统1021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序1022，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序1022中。
在本发明实施例中，处理器101通过调用存储器102存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序1022中存储的程序或指令，处理器101用于执行第一方面所提供的方法步骤。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器101中，或者由处理器101实现。处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器101读取存储器102中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
另外，结合上述实施例中的板材切割过程中的余料处理方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上方法实施例中的任意一种板材切割过程中的余料处理方法。
应当注意的是，位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、获取零件套料后的板材信息；
S2、基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
S3、基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
S4、基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
S5、将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
2.根据权利要求1所述的板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，所述余料参数包括：余料图形最小尺寸、板材留边距离、余料过切距离。
3.根据权利要求2所述的板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，步骤S3包括：
根据所述余料分割类型，生成初始完整余料线；
根据所述板材留边距离，将所述初始完整余料线按照预先设置的外扩参数进行外扩，得到所述完整余料线。
4.根据权利要求2所述的板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41、计算所述完整余料线与板材外轮廓以及内孔轮廓的交叉点位置参数；
S42、根据所述交叉点位置参数生成余料切割线组；
S43、删除所述余料切割线组中经过内孔轮廓的余料线；
S44、基于所述余料切割线组和板材的内外轮廓，确定余料板材轮廓信息；
S45、根据所述余料图形最小尺寸和所述余料板材轮廓信息，判断所述余料板材的轮廓是否满足余料边长要求；
S46、根据判断结果，基于所述余料过切距离和所述余料切割线组，生成余料切割线。
5.根据权利要求4所述的板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，S46包括：
当判断结果为不满足时，则取消当前余料切割；
当判断结果为满足时，根据所述余料过切距离，将所述余料切割线组中与板材内孔轮廓、外轮廓相交的余料线端点，向X和Y方向进行延伸，生成余料切割线。
6.根据权利要求1所述的板材切割过程中的余料处理方法，其特征在于，所述余料切割类型包括：X向矩形、Y向矩形、XY向矩形、YX向矩形、L型余料、轮廓余料、单矩形自动、多矩形自动。
7.一种板材切割过程中的余料处理装置，其特征在于，该装置包括：
板材信息获取模块，用于获取零件套料后的板材信息；
外包络生成模块，用于基于零件套料后的板材信息确定板材的外包络矩形；
完整余料线生成模块，用于基于所述外包络矩形和预设的余料参数、余料分割类型，生成完整余料线；
余料切割线生成模块，用于基于所述完整余料线与板材内孔轮廓、外轮廓的交点，生成余料切割线；
余料板材信息生成模块，用于将基于所述余料切割线切割得到的板材作为待加工余料板材，生成待加工余料板材信息。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上权利要求1至6任一项所述的板材切割过程中的余料处理方法的步骤。
9.一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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上权利要求1至6任一项所述的板材切割过程中的余料处理方法的步骤。
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