本發(fā)明涉及切割套料，特別是涉及一種用于切割材料套料的方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、棒材套料廣泛應(yīng)用于各類需要切割加工的行業(yè)，包括但不限于金屬加工、船舶制造、汽車制造等領(lǐng)域。由棒材切割、機(jī)加工生產(chǎn)出的零部件，在棒材切割、加工前通常需要進(jìn)行零部件套料工作。

2、針對(duì)這些行業(yè)需求，常見(jiàn)套料方法有兩種，一種是傳統(tǒng)人工計(jì)算套料方式；另一中是提供零件的設(shè)計(jì)圖紙，通過(guò)圖紙排布進(jìn)行套料。傳統(tǒng)的棒材切割技術(shù)往往存在諸多缺陷，如材料利用率低、切割精度不高、生產(chǎn)效率低下等。此外，傳統(tǒng)的切割方法往往依賴于人工經(jīng)驗(yàn)和判斷，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的切割需求。因此，傳統(tǒng)技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用受到了一定的限制。而通過(guò)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)琢戏绞?，需要根?jù)零件的外形尺寸情況，預(yù)先繪制好設(shè)計(jì)圖紙，套料時(shí)，按照?qǐng)D紙外形尺寸情況進(jìn)行匹配套料；對(duì)于套料系統(tǒng)的使用有一定技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于切割材料套料的方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種用于切割材料套料的方法，包括以下步驟：

4、步驟s101：根據(jù)零件兩側(cè)的切口角度計(jì)算切口矩陣；

5、步驟s102：基于所有零件的長(zhǎng)度構(gòu)建稠密集合，所述稠密集合內(nèi)的任一數(shù)據(jù)均為零件隨機(jī)組合后的總長(zhǎng)度；

6、步驟s103：設(shè)定初始原料長(zhǎng)度，并判斷所述初始原料長(zhǎng)度是否大于稠密集合的上限值，若是，則將初始原料長(zhǎng)度減去若干個(gè)最長(zhǎng)零件的長(zhǎng)度，直至余料長(zhǎng)度低于稠密集合的上限值；

7、步驟s104：采用二分法迭代在稠密集合中篩選符合當(dāng)前余料長(zhǎng)度的零件匹配組合，并基于切口矩陣對(duì)匹配組合中的所有零件進(jìn)行排序，得到最優(yōu)零件排布序列和實(shí)際用料長(zhǎng)度；

8、步驟s105：對(duì)初始原料長(zhǎng)度進(jìn)行修正，確定預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間，所述預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的下端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度執(zhí)行步驟s103~步驟s104得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度小于所述初始原料長(zhǎng)度，所述預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的上端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度執(zhí)行步驟s103~步驟s104得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度大于所述初始原料長(zhǎng)度。

9、步驟s106：基于預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間，通過(guò)二分法迭代計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度，并確定最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的最優(yōu)零件排布序列，將其作為套料結(jié)果輸出。

10、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述切口矩陣d中的任一元素dmn為切口矩陣d的第m行第n列的元素，表示相鄰的m號(hào)零件與n號(hào)零件拼接，且m號(hào)零件位于左側(cè)、n號(hào)零件位于右側(cè)時(shí)兩個(gè)零件之間被浪費(fèi)的原料長(zhǎng)度。

11、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述稠密集合的上限值為大于等于最短零件長(zhǎng)度的最小整數(shù)與大于等于最長(zhǎng)零件長(zhǎng)度的最小整數(shù)的最小公倍數(shù)。

12、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述稠密集合的下限值為最短零件的長(zhǎng)度。

13、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述對(duì)初始原料長(zhǎng)度進(jìn)行修正，確定預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間包括：

14、將初始原料長(zhǎng)度為n0替換成n1，且n1=?n0+x，其中x為原料的修正值；將n1作為入?yún)?lái)計(jì)算最后的用料長(zhǎng)度，并繼續(xù)增加修正值x，直到出現(xiàn)：

15、原料長(zhǎng)度為nd=n0+d×x，則將該原料長(zhǎng)度執(zhí)行步驟s103~步驟s104得到的零件實(shí)際用料長(zhǎng)度小于初始原料長(zhǎng)度n0；

16、原料長(zhǎng)度為nd+1=?n0+(d+1)×x，則則將該原料長(zhǎng)度執(zhí)行步驟s103~步驟s104得到的零件實(shí)際用料長(zhǎng)度大于初始原料長(zhǎng)度n0；

17、所述[nd，nd+1]為預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間。

18、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間，通過(guò)二分法迭代計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度，并確定最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的最優(yōu)零件排布序列，將其作為套料結(jié)果輸出包括：

19、采用二分法迭代的方式計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度n，并在出現(xiàn)以下情況時(shí)退出迭代：

20、兩次迭代計(jì)算得到的最佳匹配結(jié)果相等，且均小于初始原料長(zhǎng)度，此時(shí)直接取最近一次的零件匹配組合作為套料結(jié)果輸出；

21、當(dāng)次迭代時(shí)發(fā)現(xiàn)的區(qū)間上限、下限足夠接近但是每次迭代后都會(huì)產(chǎn)生上限，則直接取下限長(zhǎng)度的迭代結(jié)果對(duì)應(yīng)的匹配組合作為結(jié)果輸出。

22、本發(fā)明還提供了一種用于切割材料套料的裝置，包括：

23、矩陣計(jì)算模塊，用于根據(jù)零件兩側(cè)的切口角度計(jì)算切口矩陣；

24、集合構(gòu)建模塊，用于基于所有零件的長(zhǎng)度構(gòu)建稠密集合，所述稠密集合內(nèi)的任一數(shù)據(jù)均為零件隨機(jī)組合后的總長(zhǎng)度；

25、長(zhǎng)度設(shè)定模塊，用于設(shè)定初始原料長(zhǎng)度，并判斷所述初始原料長(zhǎng)度是否大于稠密集合的上限值，若是，則將初始原料長(zhǎng)度減去若干個(gè)最長(zhǎng)零件的長(zhǎng)度，直至余料長(zhǎng)度低于稠密集合的上限值；

26、零件排序模塊，用于采用二分法迭代在稠密集合中篩選符合當(dāng)前余料長(zhǎng)度的零件匹配組合，并基于切口矩陣對(duì)匹配組合中的所有零件進(jìn)行排序，得到最優(yōu)零件排布序列和實(shí)際用料長(zhǎng)度；

27、長(zhǎng)度修正模塊，用于對(duì)初始原料長(zhǎng)度進(jìn)行修正，確定預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間；

28、結(jié)果輸出模塊，用于基于預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間，通過(guò)二分法迭代計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度，并確定最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的最優(yōu)零件排布序列，將其作為套料結(jié)果輸出。

29、作為本發(fā)明所述用于切割材料套料的裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述長(zhǎng)度修正模塊中，預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的下端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度依次執(zhí)行所述長(zhǎng)度設(shè)定模塊和所述零件排序模塊的所執(zhí)行的操作，得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度小于所述初始原料長(zhǎng)度，且預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的上端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度依次執(zhí)行所述長(zhǎng)度設(shè)定模塊和所述零件排序模塊的所執(zhí)行的操作，得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度大于所述初始原料長(zhǎng)度。

30、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)用于切割材料套料的方法所述的方法。

31、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)用于切割材料套料的方法所述的方法。

32、本發(fā)明的有益效果是：

33、本發(fā)明提供的套料方法在排料時(shí)充分考慮斜口材料的充分利用，同時(shí)考慮零件外形尺寸與材料長(zhǎng)度雙向匹配，進(jìn)一步節(jié)省了材料利用，提升了材料了利用率，減少了原材料損耗，經(jīng)測(cè)算損耗降低約3%。

技術(shù)特征：

1.一種用于切割材料套料的方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割材料套料的方法，其特征在于：所述切口矩陣d中的任一元素dmn為切口矩陣d的第m行第n列的元素，表示相鄰的m號(hào)零件與n號(hào)零件拼接，且m號(hào)零件位于左側(cè)、n號(hào)零件位于右側(cè)時(shí)兩個(gè)零件之間被浪費(fèi)的原料長(zhǎng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割材料套料的方法，其特征在于：所述稠密集合的上限值為大于等于最短零件長(zhǎng)度的最小整數(shù)與大于等于最長(zhǎng)零件長(zhǎng)度的最小整數(shù)的最小公倍數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割材料套料的方法，其特征在于：所述稠密集合的下限值為最短零件的長(zhǎng)度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割材料套料的方法，其特征在于：所述對(duì)初始原料長(zhǎng)度進(jìn)行修正，確定預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割材料套料的方法，其特征在于：所述基于預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間，通過(guò)二分法迭代計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度，并確定最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的最優(yōu)零件排布序列，將其作為套料結(jié)果輸出包括：

7.一種用于切割材料套料的裝置，其特征在于：包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于切割材料套料的裝置，其特征在于：所述長(zhǎng)度修正模塊中，預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的下端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度依次執(zhí)行所述長(zhǎng)度設(shè)定模塊和所述零件排序模塊的所執(zhí)行的操作，得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度小于所述初始原料長(zhǎng)度，且預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間中的上端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的預(yù)估原料長(zhǎng)度依次執(zhí)行所述長(zhǎng)度設(shè)定模塊和所述零件排序模塊的所執(zhí)行的操作，得到的實(shí)際用料長(zhǎng)度大于所述初始原料長(zhǎng)度。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于切割材料套料的方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，涉及切割套料技術(shù)領(lǐng)域，包括：計(jì)算切口矩陣；構(gòu)建稠密集合；設(shè)定初始原料長(zhǎng)度，并判斷是否大于稠密集合的上限值，若是則減去最長(zhǎng)零件的長(zhǎng)度，直至低于稠密集合的上限值；采用二分法迭代在稠密集合中篩選符合當(dāng)前余料長(zhǎng)度的零件匹配組合并排序，得到最優(yōu)零件排布序列和實(shí)際用料長(zhǎng)度；對(duì)初始原料長(zhǎng)度進(jìn)行修正，確定預(yù)估原料長(zhǎng)度區(qū)間；通過(guò)二分法迭代計(jì)算最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度，并確定最佳預(yù)估原料長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的最優(yōu)零件排布序列。本發(fā)明在排料時(shí)控制充分考慮斜口材料的充分利用，同時(shí)考慮零件外形尺寸與材料長(zhǎng)度雙向匹配，進(jìn)一步節(jié)省了材料利用，提升了材料了利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：張紅軍,魏配配,丁曉暉,胡遠(yuǎn)寧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京奧特智慧數(shù)字科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9