[发明专利]一种解决多边形板材下料的二维矩形件下料方法

说明书

本发明公开了一种解决多边形板材下料的二维矩形件下料方法，其借鉴采用BL算法的左下角点思想，判断左下角点在候选点的可行性，并利用重合边最长优先策略选择最优方案，适用范围不限于规则矩形件，同样适用于多边形原料的下料问题，其解决了二维下料过程中处理多边形板材的矩形件下料求解困难的问题，其算法合理高效，能够高效合理排版，减少原料板材的消耗，提高实际生产的利用率。

技术领域

本发明涉及板材下料算法领域，具体涉及一种解决多边形板材下料的二维矩形件下料方法。

背景技术

多边形板材的二维矩形件下料问题是把多边形板状的原原料板材切割成若干矩形的工件，在满足实际生产需求的前提下，尽可能提高原料板材的利用率，属于NP难问题。而且，生产过程不可避免会产生余料，余料形状大多是不规则的或是多边形的，如何充分利用多边形余料，是提高原料板材利用率的关键问题，也是研究难点。常见的解决二维矩形件下料问题的启发式算法有：BL算法、BLF算法、下台阶算法和最低水平线算法。这些算法大都只能处理原原料板材为矩形的情况，无法适用于多边形原料板材的处理。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种解决多边形板材下料的二维矩形件下料方法，其适用于原料板材为多边形的矩形件下料问题，便于寻找最优的下料方案，节约原料板材成本开销，为企业带来直接的经济效益。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种解决多边形板材下料的二维矩形件下料方法，具体包括以下步骤：

S1、将所有待加工工件按面积降序排序为J1～JN，原料板材按面积升序排序K1～KN，考虑到原料板材是不规则的多边形，采用BL算法的左下角点思想并使用顶点列表来表示板材的规格尺寸，设初始候选点列表CP＝{(0,0)}；

S2、选择工件列表首位的工件J1；

S3、将J1安排至第一块板材K1，取候选点列表CP中的点作为J1的左下角点，判断以左下角点为圆心旋转90°前后工件摆放是否可行，如果存在可行方案，转至S4，否则将J1安排给下一块板材K2；

S4、依次选取可行方案，计算每个可行方案中工件J1与原料板材、已摆放工件边界的重合边长，取重合边长最长的方案为工件J1的摆放方案，更新候选点列表CP；

S5、选择工件J2进行S2～S4步骤，依次类推，直至所有工件都已安排完毕，输出下料方案。

优选地，步骤S1计算原料板材多边形面积时，使用高斯面积公式来计算任意多边形面积。

优选地，步骤S3、S4选取的可行方案中，待加工工件旋转角度为0°时，矩形工件设定的长和宽不变，当旋转角度为90°时，矩形工件设定的长和宽数值交换。

优选地，步骤S3中的可行方案是指待加工工件的各个顶点都在原料板材的内部和已摆放工件的外部。

优选地，步骤S4中设重合边长为待加工工件的边与原料板材边界、已摆放工件的边互相重合的边的长度。

优选地，候选点列表是指在排版时待加工工件的左下角点可以摆放的位置，当原料板材上尚未摆放工件时，初始候选点列表CP＝{(0,0)}；当板材上摆放工件时，候选点列表CP为已摆放工件顶点的集合。

本发明的有益效果在于：本方法适用范围不限于规则矩形件，同样适用于多边形原料的下料问题，切割方式采用正交切割方式，能够根据待加工工件的顶点是否在原料板材内部、已排放待加工工件外部来判断是否发生碰撞，其解决了二维下料过程中处理多边形板材的矩形件下料求解困难的问题，其算法合理高效，能够高效合理排版，减少原料板材的消耗，提高实际生产的利用率。

附图说明