[发明专利]一种用于3D标准零件的快速排样方法

说明书

本发明涉及自动化技术领域，具体是一种用于3D标准零件的快速排样方法，包括预处理：预先获取管件长度和零件池中不同类型的各零件参数；成组优化：优选数量较多的同类型零件，判断该类型中所述零件的数量是否可以排满所述管件；若是，则按尾部优化操作；若否，则按零散零件排样操作；尾部优化：采用逆序动态规划的思想来优化排样的尾部；零散零件排样：采用贪婪算法思想快速排样，输出排样并结束。本方案解决了传统3D排样算法效率低下，无法处理多数量的标准零件的问题，能够在大规模数据情况下节省材料，提高加工效率。

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种用于3D标准零件的快速排样方法。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术(CNC)装置。采用该装置后，就可以利用电话线从计算机辅助设计(CAD)工作站来接受切割数据。排样问题在激光切割领域一直是一个重要且困难的问题。尤其对于3D的零件来说，一个有效的排样方法可以极大地提高材料的利用率、减少生产成本、保证工件质量。

3D排样问题本质上是一个组合优化问题，该问题要求我们将零件按一个顺序分配给管材，并合理安排布局，使得管材容器的效用最大化。然而传统的排样方法在面对多数量的零件时，往往耗费时间较多，排样精度不够。因此，开发一种用于3D标准零件的快速省料排样十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于3D标准零件的快速排样方法，解决了传统3D排样算法效率低下，无法处理多数量的标准零件的问题。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于3D标准零件的快速排样方法，包括如下步骤：

步骤(1)预处理：预先获取管件长度和零件池中不同类型的各零件参数；

步骤(2)成组优化：优选数量最多的同类型零件，判断该类型中所述零件的数量是否可以排满所述管件；若是，则按步骤(3)操作；若否，则按步骤(4)操作；

步骤(3)尾部优化：采用逆序动态规划的思想来优化排样的尾部；

步骤(4)零散零件排样：采用贪婪算法思想快速排样，输出排样并结束。

进一步地，还包括步骤(5)成组剔除零件，将经所述步骤(3)处理后的零件，继续按步骤(2)操作。

进一步地，所述步骤(3)尾部优化，包括如下步骤：

a.判断是否进行局部优化，若是，则按步骤b操作；若否，则按步骤c操作；

b.计算排入当前零件后的损失，舍弃原排样的尾部零件，加入新零件，并计算是否减少损失；若是，则记录新排样；若否，则循环步骤a；

c.判断是否需要更新排样，若是，则输出新排样并结束；若否，则输出原排样并结束。

进一步地，步骤a中所述局部优化，具体为判断原排样方案是否还有零件可以舍弃。

进一步地，步骤b中所述损失，具体为当前排样方案下所述管件的余料数。

进一步地，所述步骤(4)零散零件排样，包括如下步骤：

a.判断当前排样方案是否超过管件总长度，若是，则按步骤(3)操作；若否，则按步骤b操作；

b.排入最契合前零件角度的零件，并循环步骤a。

进一步地，步骤b中所述最契合前零件角度的零件，具体为搜索剩余零件池，寻找与前零件的右倾斜角最接近的一个零件；若排样方案为空，不存在前零件时，则角度定为0°。