[发明专利]优化主要是木头的自然材料制成的扁平产品的切割的方法，以及用于实现该方法的系统

说明书

在切割扁平产品(3)时，限定产品(3)的一组希望的形状和尺寸。首先，扫描材料(1)的至少一个表面；扫描材料(1)的可用表面的边界集。可由放射性扫描，优选借助于CT扫描仪(8)来补充光学扫描。缺陷(2)在扫描的图像中标识，且对它们分配位置。权重系数分配给来自产品(3)的一组希望的形状和尺寸的各个元素。产生切割规划(4)；该规划(4)限定了个体扁平产品(3)的边界，其中限定了关于材料(1)的具有标识的缺陷(2)的位置。希望的产品(3)的分布的优化以如下目标来实现：实现给定产品(3)的权重系数乘以产品(3)的数量的和的最高，而不需要切割出来自一组希望的产品(3)的所有元素。随后使用切割机(6)来切割产品(3)；该机器(6)切割材料(1)而没有关于相邻产品(3)的切割线的相互位置的任何限制。

技术领域

本发明涉及来自自然材料的扁平产品的切割的优化，该扁平产品具有或者可具有表面和/或内部不规则或缺陷，由此这些不规则首先被检测，之后将这些不规则考虑在内而设计切割规划。本发明公开了用于优化扁平自然中间产品—主要是木板，石板，皮革等等—的切割的系统。

背景技术

在同质材料的切割期间，进行优化以确保可用的材料被使用而没有无用的废料。例如根据WO2014174147A1，已知诸如各种轮廓的杆状材料、管或树干的分割(其被分割成希望的长度)期间的一维优化。二维优化也是已知的，其中寻求希望的产品—例如，服装行业中的剪裁料—在中间产品的可用表面上的优化分布。在材料非同质的情况下，当其具有在切割规划中希望规避的自然缺陷从而使它们不成为切割产品的一部分时，情况更加复杂。根据FR2935923A1的解决方案建议沿着木材的截面纵向切割，然而这并不允许将切割的木板的表面上出现的缺陷考虑在内。公开RU2009107949A公开了借助于多个锯条的切割，其中产品的分布由计算机优化，但其中，其并未将缺陷的分布考虑在内，而这会导致切割受损的废料产品。

已知这样的优化方法，其中根据预设标准，自然中间产品的表面被扫描，且不规则或缺陷在其中被检测—例如根据CN203999642U，CN102508938A的方法。这些缺陷在随后的优化期间被视为分割的必要边界。在这样的处理中，所得到的切割的扁平产品不具有在之前的步骤中检测到的缺陷。这样的处理的缺点是即便其带来材料的可用表面的较高的使用程度，该状态通常并不是最经济和有效的材料使用。

在方法中，借助于X射线检测木材中的内部缺陷，且基于检测的损伤的空间分布来设定木材的切割的角度和方向。这样的方法在公开CA2590347A1，CA2714323A1，EP2202039A1，EP2228183A2，WO9105245A1中公开，其中，限定了木材的三维结构的图像由X线断层摄影术产生。虽然计算机X线断层摄影术的准确性不断增加，但产生的图像并不能在切割木材产生的的木板的评估期间可靠地使用；木板并不能被放射性地扫描，且在木材的规划切割与实际切割之间存在偏差；X线断层摄影术，例如，并不检测与希望的颜色的偏差。为了确定最终产品的质量，其是重要的。

根据公开FR2779378A1的方法涉及识别木板中的缺陷，且之后跟随其的是将木头切割成规避之前识别的缺陷的板，且之后板被切割成单独的产品。因为根据该方法的圆锯仅仅可以直线切割，该解决方案仅仅可用于具有相同的均匀宽度的产品的情形中(图1)。切割成均匀宽度的板之后的优化则被窄化为一维优化。具有较小的宽度的产品可从给定宽度的板切割出来，但是这会产生另一废料。在实践中，需要具有各种尺寸的产品；从经济和表面可用性的观点来看，绕开之前识别的缺陷将木板切割成板并不足够有效。

已知的优化方法导致较大量的小产品的产生，因为可用表面上的小产品的重复可靠地实现表面的更高的使用程度，但这并不会导致木头材料在经济方面和生态方面最合适的使用。更有效的优化是希望的但未知，在此优化期间，以可能的最高的经济和生态效果使用可用的材料。

发明内容