一种确定雕刻机雕刻路径的方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种确定雕刻机雕刻路径的方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：确定工件中每个封闭空间的几何中心点；根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径。此技术方案通过结合贪心算法和遗传算法，对路径进行二次优化，依照二次优化的结果，本方法可以输出新路径，减少了制作工件的路径，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种确定雕刻机雕刻路径的方法、装置、设备和存储介质
本专利技术实施例涉及雕刻机路径规划技术，尤其涉及一种确定雕刻机雕刻路径的方法、装置、设备和存储介质。
技术介绍
雕刻机就是用机器代替人工进行雕刻的设备，其相当于一种钻、铣结合的加工设备。市面上的雕刻机都是直接执行由CAM软件生成的雕刻路径，其加工效率深受CAM软件生成的雕刻路径的质量的影响，而这些CAM软件通常是由专业的软件公司开发，雕刻机的生产商难以通过CAM改变雕刻路径的质量。因此，雕刻机系统在执行雕刻路径时，先对雕刻路径进行优化处理就显得非常有必要了。常见的对雕刻路径进行优化的方式包括如下两种，第一种是采用贪心算法，另一种是采用广义遗传算法。采用贪心算法总是选择目前看起来最优秀的。也就是说他并不会从整体的最优作为重点考虑，它的选择策略只是在狭义上的局部最优选择思维。尽管希望贪心算法得到的最终结果也是整体最优的。在一些情况下，即使贪心算法不能得到整体最优解，其最终结果却是最优解的近似解。而采用广义遗传算法容易陷入局部最优，即过早熟现象，这样会导致效率比较低。
技术实现思路
本专利技术提供一种确定雕刻机雕刻路径的方法、装置、设备和存储介质，以解决现有的路径规划算法效率低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种确定雕刻机雕刻路径的方法，包括：确定工件中每个封闭空间的几何中心点；根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径。在此基础上，所述根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，包括：确定所述几何中心点之间的欧氏距离；获得欧氏距离矩阵最短的解作为对所述封闭空间的排序；在所述封闭空间的排序之前插入连通封闭空间的路径，以实现对加工所述工件的路径进行排序。在此基础上，所述获得欧氏距离矩阵最短的解作为对所述封闭空间的排序，包括：设定初始位置；选择离初始位置最近的几何中心点作为当前原始点；从所述未被选择的几何中心点中，选择一与所述当前原始点欧氏距离最近的几何中心点，作为访问点；以所述访问点为下一所述当前原始点，继续执行上一步骤，直到所有的几何中心点被选择；记录所述几何中心点被选择的先后顺序，作为所述几何中心点所在的封闭空间的排序。在此基础上，通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径，包括：将排序后的所述路径进行编码，以将其映射为基因序列，全部所述基因序列构成种群；对所述种群进行迭代处理；在每一次迭代中、根据适应度值来确定选择优良的个体；从所述优良的个体中任意选择两个进行交叉操作，以获得两个新的个体；当所述迭代的次数符合预设条件，则输出最优解作为雕刻路径并终止运算。在此基础上，所述从所述优良的个体中任意选择两个进行交叉操作，以获得两个新的个体，包括：在优良的个体中选择两个个体的基因序列，所述基因序列包括第一段序列、第二段序列和第三段序列，将其中一个个体作为复制主体，另一个作为复制客体；将所述复制主体的第二段序列从父代直接复制到子代，作为第一交叉个体的第二段序列；将所述复制客体中、第二段序列中未被复制的元素映射到所述第一交叉个体的第一段序列和第三段序列中；将所述复制客体中、第三段序列中的元素映射到所述第一交叉个体的第一段序列和第三段序列中；交换所述复制主体和复制客体执行上述操作，以获得第二交叉个体。在此基础上，从所述优良的个体中任意选择两个进行交叉操作，以获得两个新的个体之后，还包括：对一基因序列的元素结进行随机变化，以获得变异基因；将所述变异基因插入所述种群中。在此基础上，所述当所述迭代的次数符合预设条件，则输出最优解作为雕刻路径并终止运算，包括：设置目标次数作为迭代终止的预设条件；若当前迭代次数小于或等于所述目标次数，则将所述当前迭代次数加一、返回执行对所述种群进行迭代处理的步骤；若当前迭代次数大于所述目标次数，则输出最优解作为雕刻路径并终止运算。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种确定雕刻机雕刻路径的装置，该装置包括：几何中心点确定模块，用于确定工件中封闭空间的几何中心点；路径排序模块，用于根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；雕刻路径获取模块，用于通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种确定雕刻机雕刻路径的设备，包括：存储器、具有触摸功能的显示屏以及一个或多个处理器；所述存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面中任一所述的确定雕刻机雕刻路径的方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面中任一所述的确定雕刻机雕刻路径的方法。本专利技术实施例提供了确定工件中每个封闭空间的几何中心点；根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径的技术方案。此技术方案通过结合贪心算法和遗传算法，对路径进行二次优化，依照二次优化的结果，本方法可以输出新路径，减少了制作工件的路径，提高了生产效率。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种确定雕刻机雕刻路径的方法的流程图；图2是本专利技术实施例一中根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序的方法的流程图；图3是本专利技术实施例一中通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径的方法的流程图；图4是本专利技术实施例二中的一种确定雕刻机雕刻路径的装置的结构图；图5是为本专利技术实施例三提供的一种确定雕刻机雕刻路径的设备结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种确定雕刻机雕刻路径的方法流程图，本实施例可适用于为雕刻机规划雕刻雕刻路径的场景，该方法可以由确定雕刻机雕刻路径的装置来执行。CNC(Computernumericalcontrol,计算机数字控制)雕刻加工方式与传统的数控加工比较，数控雕刻属于高速的铣削加工。高速铣削加工是一种高转速、小进给和快走刀的进给加工方式。木工数控雕刻机是一种自动加工的设备，采用去除式加工方式，铣刀高速旋转的过程中按照固定线路切削加工，去除工件不需要的部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定雕刻机雕刻路径的方法，其特征在于，包括：/n确定工件中每个封闭空间的几何中心点；/n根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；/n通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定雕刻机雕刻路径的方法，其特征在于，包括：
确定工件中每个封闭空间的几何中心点；
根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，所述路径用于从一个工件到达另一个工件；
通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述几何中心点对加工所述工件的路径进行排序，包括：
确定所述几何中心点之间的欧氏距离；
获得欧氏距离矩阵最短的解作为对所述封闭空间的排序；
在所述封闭空间的排序之前插入连通封闭空间的路径，以实现对加工所述工件的路径进行排序。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得欧氏距离矩阵最短的解作为对所述封闭空间的排序，包括：
设定初始位置；
选择离初始位置最近的几何中心点作为当前原始点；
从所述未被选择的几何中心点中，选择一与所述当前原始点欧氏距离最近的几何中心点，作为访问点；
以所述访问点为下一所述当前原始点，继续执行上一步骤，直到所有的几何中心点被选择；
记录所述几何中心点被选择的先后顺序，作为所述几何中心点所在的封闭空间的排序。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过广义遗传算法对排序后的所述路径进行优化，以获得雕刻工件的雕刻路径，包括：
将排序后的所述路径进行编码，以将其映射为基因序列，全部所述基因序列构成种群；
对所述种群进行迭代处理；
在每一次迭代中、根据适应度值来确定选择优良的个体；
从所述优良的个体中任意选择两个进行交叉操作，以获得两个新的个体；
当所述迭代的次数符合预设条件，则输出最优解作为雕刻路径并终止运算。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从所述优良的个体中任意选择两个进行交叉操作，以获得两个新的个体，包括：
在优良的个体中选择两个个体的基因序列，所述基因序列包括第一段序列、第二段序列和第三段序列，将其中一个个体作为复制主体，另一个作为复制客体...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦启明，许龙铭，
申请(专利权)人：华南理工大学广州学院，
类型：发明
国别省市：广东;44