[发明专利]大型起重机制造中智能钢板零部件排版装置与方法

说明书

本发明公开一种大型起重机制造中智能钢板零部件排版装置与方法。本发明装置包括操作终端，用于零部件数据输入、排版方案设计与最佳排版方案输出的计算机，引导程序和智能钢板零部件排版程序单元，连接计算机与排版程序和引导程序单元的机器接口，以及连接操作终端和切割机系统的网络接口；使用者在操作终端上启动引导程序，在输入输出处理机上引导执行智能钢板零部件排版程序，对输入的钢板零部件数据和钢板数据进行排版，并将最佳排版方案存入缓存单元，以便切割系统能通过该装置的网络接口获取最佳排版方案并进行钢板零部件切割。本发明用于钢板的非边到边切割零部件的智能排版,能提高钢板的利用率，节约钢板，降低企业成本。

技术领域

本发明属于大型装备制造的智能制造技术领域，具体涉及一种大型起重机制造中多形状批量钢板的非边到边切割零部件的智能排版装置与方法。

背景技术

大型起重机的批量制造需要从钢板下料各种形状和尺寸的批量钢板零部件。然而，大规模多形状钢板零部件排版问题属于NP-hard或NPC问题，很难获得该问题的精确解，即使是找到这个问题的最优解，也具有指数时间复杂性。

目前，大型装备制造企业，使用的是美国SigmaTEK公司推出的套料软件SigmaNEST10。

但它对批量多形状钢板零部件排版仍然显得力不从心，例如，某企业在进行大型汽车起重机制造的批量多形状钢板零部件排版时，前面排版的钢板利用率较高，但后面排版的钢板利用率偏低；对矩形件钢板零部件排版的利用率较高，但对多形状大规模钢板零部件排版的利用率偏低。目前许多大型装备制造企业仍然是在SigmaNEST 10软件排版的基础上，通过人工进行改进。因此，有必要提出一种大型起重机制造中钢板零部件排版装置与方法，能适应多形状大规模的钢板零部件排版，以提高钢板的利用率，降低生产成本，减轻设计人员的劳动强度，使得大型装备制造业向数字化、智能化制造和资源节约型方向转变。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种大型起重机制造中智能钢板零部件排版装置，以解决目前大型起重机制造的多形状大规模钢板零部件排版中，需要对排版软件的排版方案进行人工调整这个缺陷，以及排版效率、钢板利用率和钢板零部件排版自动化程度低的技术问题。

本发明的第一个目的是通过如下的技术方案来实现的：该大型起重机制造中智能钢板零部件排版装置，它包括操作终端(1)、智能钢板零部件排版程序和引导程序单元(2)和计算机(4)；操作终端(1)通过网络接口(5)与计算机(4)连接，智能钢板零部件排版程序和引导程序单元(2)通过机器接口(3)与计算机(4)连接；所述计算机(4)包括高性能处理机和缓冲器；所述网络接口(5)与切割系统连接；其中，

(a)操作终端(1)：通过网络接口(5)电性连接于计算机(4)的高性能处理机，用于接收使用者输入的指令，并显示最优排版方案；

(b)计算机(4)的缓冲器：通过总线电性连接于计算机(4)的高性能处理机，用于存储钢板零部件数据、钢板数据和每块钢板的最优排版方案；

(c)计算机(4)的高性能处理机：通过网络接口(5)电性连接于操作终端(1)，从计算机(4)的缓冲器读入所有钢板零部件数据如图形和数量、钢板尺寸数据，逐个计算钢板零部件轮廓图形的最小包络矩形，并将读入的钢板零部件数据按零部件轮廓图形的最小包络矩形长度降序排列和按零部件轮廓图形的最小包络矩形宽度次降序排列；

(d)智能钢板零部件排版程序和引导程序单元(2)：通过机器接口(3)电性连接于计算机(4)的高性能处理机，对钢板零部件轮廓图形数据、钢板数据进行智能钢板零部件排版，得到每块钢板的非边到边切割零部件的最优排版方案；将每块钢板的最优排版方案按照记录形式逐条传送给计算机(4)的缓冲器进行存储；以及使用者通过终端操作在操作终端(1)显示每块钢板的最优排版方案。

本发明的第二个目的在于提供基于上述大型起重机制造中智能钢板零部件排版装置的排版方法，它包括如下步骤：