二维板材的排样方法技术

本申请涉及排样技术领域，尤其是涉及一种二维板材的排样方法。二维板材的排样方法包括如下简要步骤：获取零件对应的多边形及两个多边形的边信息；获取两个多边形的凸点；分别对两个多边形的边排序；获取所有可能组成NFP的临界边集；对临界边集中的轨迹连接，生成邻接关系；计算线段之间的交叉关系，生成并维护邻接关系；利用邻接关系，对每个最小向量单元进行有效性判定；生成候选多边形，进行两个多边形交叉判断筛选出NFP。本申请提供的二维板材的排样方法，能够计算呈凸凸、凹凸、凸凹或者凹凹多边形的形状的零件的NFP以获取合理的排样结果，该方法大大减少了整体的计算量，以及算法复杂度，在实际应用中不仅效率更高，也更可靠。

【技术实现步骤摘要】
二维板材的排样方法
本申请涉及排样
，尤其是涉及一种二维板材的排样方法。
技术介绍
在排样/套料方法中，有一个比较重要的问题就是临界多边形(NFP)的计算问题。临界多边形(NFP)的计算是排版算法的一个重要的组成部分，它解决的是两个多边形A、B的碰撞关系。根据临界多边形得到一条路径，多边形B延着这条路径移动时，与多边形A的关系始终是接触而不相交。现有技术中，计算临界多边形的主流方法为移动碰撞法，和基于Ghosh斜率图法延伸出来的一些方法。移动碰撞法是求解NFP最经典直观的方法，即根据多边形A和B每一时刻的靠接状态，分析多边形B下一步的移动方向及最大距离，并将B移动到新的位置。Ghosh斜率图法是根据边的斜率以及凹凸关系，生成一种斜率图，然后通过一定的策略遍历该斜率图，从而得到可以组成临界多边形的边集；然后再通过求交以及邻接关系判断来获取NFP。在现有的方法中，移动碰撞法计算复杂度较高，因为它需要大量的多边形相交判断。而Ghosh斜率图法只能对凸凸或者凸凹多边形的NFP计算时有较好的表现，无法直接计算凹凹多边形的NFP。而其延伸出的一些计算凹凹多边形的方法中，不仅算法逻辑比较复杂、时间复杂度高，而且很不稳定。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种二维板材的排样方法，较好的解决了呈凹凹多边形的形状的零件的排样问题。本申请提供了一种二维板材的排样方法，所述方法包括：S1：获取第一零件对应的固定多边形，第二零件对应的平移多边形；获取固定多边形的逆时针转向的向量边和平移多边形的逆时针转向的向量边；或获取固定多边形的顺时针转向的向量边和平移多边形的顺时针转向的向量边；获取固定多边形的凸点和平移多边形的凸点；S2：根据固定多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及平移多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断固定多边形的凸点与平移多边形的向量边的接触情况；根据平移多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及固定多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断平移多边形的凸点与固定多边形的向量边的接触情况；S3：以平移多边形的任一点为基准点，当平移多边形的每个凸点沿自身可接触的固定多边形的向量边绕固定多边形沿预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；当平移多边形的每个向量边沿自身可接触的固定多边形凸点绕固定多边形预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；预设方向为固定多边形及平移多边形的向量边的转向方向；S4：将符合邻接关系的轨迹向量顺次连接，形成轨迹段；S5：判断轨迹段之间的相交情况；当轨迹段相交时，以交点为断点将轨迹段中存在相交关系的轨迹向量截断成断点前段和断点后段；断点前段、断点后段和未被截断的轨迹向量为最小向量单元；S6：依次对最小向量单元进行有效性判断；当最小向量单元的首端连接有指向自身的其余最小向量单元，且最小向量单元的尾端连接有其余最小向量单元的首端时，采用“最小旋转角”策略筛选出的符合邻接关系的最小向量单元为有效向量单元；S7：依次连接有效向量单元，形成候选多边形；S8：平移多边形的基准点取候选多边形的边上任一点，当平移多边形与固定多边形相交时，候选多边形为无效多边形，以筛选出临界多边形。在上述技术方案中，进一步地，S4中邻接关系的判定方法包括：平移多边形的同一凸点平移经过固定多边形中相邻的向量边对应形成的多个轨迹向量为邻接关系；平移多边形中相邻的向量边平移经过固定多边形的同一凸点对应形成的多个轨迹向量为邻接关系。在上述技术方案中，进一步地，S4中邻接关系的判定方法还包括：当平移多边形的任一凸点m平移经过固定多边形中的任一向量边形成轨迹向量e1；固定多边形的向量边的终点为固定多边形的凸点M，且固定多边形的凸点M能够经过平移多边形的凸点m的出边，并形成轨迹向量e2时，e1为e2的前驱边，e2为e1的后继边，前驱边和后继边为邻接关系；当平移多边形的任一凸点n平移经过固定多边形中的任一向量边形成轨迹向量f1；固定多边形向量边的起点为固定多边形的凸点N，且固定多边形的凸点N能够经过平移多边形的凸点n的入边，并形成轨迹向量f2时，f1为f2的后继边，f2为f1的前驱边，前驱边和后继边为邻接关系。在上述技术方案中，进一步地，S1中判断固定多边形的凸点和平移多边形的凸点的方法包括：当固定多边形的向量边的转向方向为逆时针，且固定多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为正时，固定多边形的顶点为固定多边形的凸点；当固定多边形的向量边的转向方向为顺时针，且固定多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为负时，固定多边形的顶点为固定多边形的凸点；当平移多边形的向量边的转向方向为逆时针，且平移多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为正时，平移多边形的顶点为平移多边形的凸点；当平移多边形的向量边的转向方向为顺时针，且平移多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为负时，平移多边形的顶点为平移多边形的凸点。在上述技术方案中，进一步地，S2中判断固定多边形的凸点与平移多边形的向量边的接触情况的方法包括：获取固定多边形的凸点的入边向量的反向量沿预设方向转向出边向量的反向量所形成的第一角度范围，当平移多边形的向量边的方向角落入第一角度范围时，平移多边形的向量边能够沿固定多边形的凸点移动；S2中判断平移多边形的凸点与固定多边形的向量边的接触情况的方法包括：获取平移多边形的凸点的入边向量的反向量沿预设方向转向出边向量的反向量所形成的第二角度范围，当固定多边形的向量边的方向角落入第二角度范围时，平移多边形的凸点能够沿固定多边形的向量边移动。在上述技术方案中，进一步地，在S2中，还包括：分别对固定多边形的向量边及平移多边形的向量边进行排序，排序规则为按向量边的方向角大小进行排序；根据排序顺序，依次判断固定多边形的凸点与平移多边形的向量边的接触情况、及平移多边形的凸点与固定多边形的向量边的接触情况。在上述技术方案中，进一步地，S3中获取基准点形成的轨迹向量的方法包括：当平移多边形的每个凸点沿自身可接触的固定多边形的向量边绕固定多边形沿预设方向平移时，固定多边形的向量边加上平移多边形的凸点指向平移多边形的基准点的向量以得到轨迹向量；当平移多边形的每个向量边沿自身可接触的固定多边形的凸点绕固定多边形预设方向平移时，求平移多边形的向量边的反向量后加求得的反向量的起点指向固定多边形的凸点的向量加求得的反向量的终点指向平移多边形的基准点的向量以得到轨迹向量，或求平移多边形的向量边的反向量后加求得的反向量的终点指向固定多边形的凸点的向量加求得的反向量的起点指向平移多边形的基准点的向量以得到轨迹向量。在上述技术方案中，进一步地，S5中判断轨迹段之间的相交情况的方法包括：求包围每个轨迹段的最小矩形以得到一级矩形框，一级矩形框的两条相交边分别平行于X轴和Y轴；判断一级矩形框之间是否存在交集；如不存在交集，则轨迹段之间为非相交状态；如存在交集，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维板材的排样方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1：获取第一零件对应的固定多边形，第二零件对应的平移多边形；获取固定多边形的逆时针转向的向量边和平移多边形的逆时针转向的向量边；或获取固定多边形的顺时针转向的向量边和平移多边形的顺时针转向的向量边；获取固定多边形的凸点和平移多边形的凸点；/nS2：根据固定多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及平移多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断固定多边形的凸点与平移多边形的向量边的接触情况；/n根据平移多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及固定多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断平移多边形的凸点与固定多边形的向量边的接触情况；/nS3：以平移多边形的任一点为基准点，当平移多边形的每个凸点沿自身可接触的固定多边形的向量边绕固定多边形沿预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；当平移多边形的每个向量边沿自身可接触的固定多边形凸点绕固定多边形预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；预设方向为固定多边形及平移多边形的向量边的转向方向；/nS4：将符合邻接关系的轨迹向量顺次连接，形成轨迹段；/nS5：判断轨迹段之间的相交情况；当轨迹段相交时，以交点为断点将轨迹段中存在相交关系的轨迹向量截断成断点前段和断点后段；断点前段、断点后段和未被截断的轨迹向量为最小向量单元；/nS6：依次对最小向量单元进行有效性判断；当最小向量单元的首端连接有指向自身的其余最小向量单元，且最小向量单元的尾端连接有其余最小向量单元的首端时，采用“最小旋转角”策略筛选出的符合邻接关系的最小向量单元为有效向量单元；/nS7：依次连接有效向量单元，形成候选多边形；/nS8：平移多边形的基准点取候选多边形的边上任一点，当平移多边形与固定多边形相交时，候选多边形为无效多边形，以筛选出临界多边形。/n...

【技术特征摘要】
1.一种二维板材的排样方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：获取第一零件对应的固定多边形，第二零件对应的平移多边形；获取固定多边形的逆时针转向的向量边和平移多边形的逆时针转向的向量边；或获取固定多边形的顺时针转向的向量边和平移多边形的顺时针转向的向量边；获取固定多边形的凸点和平移多边形的凸点；
S2：根据固定多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及平移多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断固定多边形的凸点与平移多边形的向量边的接触情况；
根据平移多边形的凸点的入边向量和出边向量的夹角及固定多边形的向量边相对于X轴的方向角，判断平移多边形的凸点与固定多边形的向量边的接触情况；
S3：以平移多边形的任一点为基准点，当平移多边形的每个凸点沿自身可接触的固定多边形的向量边绕固定多边形沿预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；当平移多边形的每个向量边沿自身可接触的固定多边形凸点绕固定多边形预设方向平移时，获取基准点形成的轨迹向量；预设方向为固定多边形及平移多边形的向量边的转向方向；
S4：将符合邻接关系的轨迹向量顺次连接，形成轨迹段；
S5：判断轨迹段之间的相交情况；当轨迹段相交时，以交点为断点将轨迹段中存在相交关系的轨迹向量截断成断点前段和断点后段；断点前段、断点后段和未被截断的轨迹向量为最小向量单元；
S6：依次对最小向量单元进行有效性判断；当最小向量单元的首端连接有指向自身的其余最小向量单元，且最小向量单元的尾端连接有其余最小向量单元的首端时，采用“最小旋转角”策略筛选出的符合邻接关系的最小向量单元为有效向量单元；
S7：依次连接有效向量单元，形成候选多边形；
S8：平移多边形的基准点取候选多边形的边上任一点，当平移多边形与固定多边形相交时，候选多边形为无效多边形，以筛选出临界多边形。


2.根据权利要求1所述的二维板材的排样方法，其特征在于，S4中邻接关系的判定方法包括：
平移多边形的同一凸点平移经过固定多边形中相邻的向量边对应形成的多个轨迹向量为邻接关系；
平移多边形中相邻的向量边平移经过固定多边形的同一凸点对应形成的多个轨迹向量为邻接关系。


3.根据权利要求2所述的二维板材的排样方法，其特征在于，S4中邻接关系的判定方法还包括：
当平移多边形的任一凸点m平移经过固定多边形中的任一向量边形成轨迹向量e1；固定多边形的向量边的终点为固定多边形的凸点M，且固定多边形的凸点M能够经过平移多边形的凸点m的出边，并形成轨迹向量e2时，e1为e2的前驱边，e2为e1的后继边，前驱边和后继边为邻接关系；
当平移多边形的任一凸点n平移经过固定多边形中的任一向量边形成轨迹向量f1；固定多边形向量边的起点为固定多边形的凸点N，且固定多边形的凸点N能够经过平移多边形的凸点n的入边，并形成轨迹向量f2时，f1为f2的后继边，f2为f1的前驱边，前驱边和后继边为邻接关系。


4.根据权利要求1所述的二维板材的排样方法，其特征在于，S1中判断固定多边形的凸点和平移多边形的凸点的方法包括：
当固定多边形的向量边的转向方向为逆时针，且固定多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为正时，固定多边形的顶点为固定多边形的凸点；当固定多边形的向量边的转向方向为顺时针，且固定多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为负时，固定多边形的顶点为固定多边形的凸点；
当平移多边形的向量边的转向方向为逆时针，且平移多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为正时，平移多边形的顶点为平移多边形的凸点；当平移多边形的向量边的转向方向为顺时针，且平移多边形的顶点入边向量和出边向量的叉积为负时，平移多边形的顶点为平移多边形的凸点。

【专利技术属性】
技术研发人员：高林，李晓屯，张长兴，
申请(专利权)人：浙江热刺激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33