管材套料的自动排序方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种管材套料的自动排序方法和系统，所述自动排序方法包括以下步骤：分别选取多个管材零部件的关键切割面，并获取每个所述管材零部件的关键切割面的坐标数据，其中，所述关键切割面为不同管材零部件之间进行拼接的公共切割面；根据所述坐标数据计算不同管材零部件的关键切割面之间的相似度；根据所述相似度对多个所述管材零部件进行自动排序。本发明专利技术避免了应用复杂的数学优化模型和复杂的数学计算，能够获得高质量的拼接排序，提高了管材利用率，操作方便，可以减少操作人员负担，有利于实现自动化生产。有利于实现自动化生产。有利于实现自动化生产。

【技术实现步骤摘要】
管材套料的自动排序方法和系统


[0001]本专利技术涉及数控加工
，具体涉及一种管材套料的自动排序方法和一种管材套料的自动排序系统。

技术介绍

[0002]随着计算机信息技术和人工智能技术的发展应用，推动着制造业也在向自动化和智能化方向转变。数字化加工车间，是将先进的信息化技术和智能技术等应用到数控机床等设备，从而实现智能车间，节约劳动力成本，提高生产效率。在自动化、智能化的生产过程中，对零部件的自动套料排序是期中一个关键的步骤。将多个零部件进行套料排序的目的是为了最大化胚料的利用率，降低生产成本。但是，套料排序算法涉及到复杂的优化问题，难以直接应用在三维管材套料生产实践中。在实际的生产过程中，大都是工程师和技术工人手工排序，加大了操作员的负担，也不能完全实现自动化生产。而且，人工操作也容易产生错误，最终造成管材的浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种管材套料的自动排序方法和系统，避免了应用复杂的数学优化模型和复杂的数学计算，能够获得高质量的拼接排序，提高了管材利用率，操作方便，可以减少操作人员负担，有利于实现自动化生产。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种管材套料的自动排序方法，包括以下步骤：分别选取多个管材零部件的关键切割面，并获取每个所述管材零部件的关键切割面的坐标数据，其中，所述关键切割面为不同管材零部件之间进行拼接的公共切割面；根据所述坐标数据计算不同管材零部件的关键切割面之间的相似度；根据所述相似度对多个所述管材零部件进行自动排序。
[0006]另外，根据本专利技术上述提出的管材套料的自动排序方法还有可以具有如下附加技术特征：
[0007]根据本专利技术的一个实施例，所述坐标数据为所述关键切割面以其中心点为坐标原点时的三维坐标数据。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述相似度的计算公式为：
[0009][0010]其中，i为第i组坐标点，N为每个关键切割面沿边缘轨迹提取坐标点的总数，Δy
1i
和Δy
2i
为两个管材零部件的关键切割面同角度上的y轴坐标值，其中，y轴为管材中心轴线。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，采用最小路径算法进行自动排序，具体包括：标记所有零部件为未排序状态；在初始时刻，任选一个零部件作为起始时刻的当前节点P1，标记该零部件为已排序状态并选择其中一个关键切割面为起始时刻的当前切割面S1；根据第j时刻的当前节点P
j
的当前切割面S
j
与其他所有未排序零部件关键切割面的相似度，查找与所述
当前切割面S
j
相似度最小的关键切割面S，其中，j为大于等于1的整数；将关键切割面S所在的零部件D设为最小路径的新节点P
j+1
，连接当前切割面S
j
与关键切割面S作为最小路径的新边，其相似度为所述新边的权值，标记零部件D为已排序状态并将零部件D的另一个关键切割面为新的当前切割面S
j+1
；检查是否所有零部件都已排序，如是则执行步骤S36，否则返回步骤S33；按照最小路径节点顺序输出顺序对所有零部件进行排序。
[0012]一种管材套料的自动排序系统，包括：获取模块，用于分别选取多个管材零部件的关键切割面，并获取每个所述管材零部件的关键切割面的坐标数据，其中，所述关键切割面为不同管材零部件之间进行拼接的公共切割面；计算模块，用于根据所述坐标数据计算不同管材零部件的关键切割面之间的相似度；排序模块，用于根据所述相似度对多个所述管材零部件进行自动排序。
[0013]另外，根据本专利技术上述提出的管材套料的自动排序系统还有可以具有如下附加技术特征：
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述获取模块获取的所述坐标数据为所述关键切割面以其中心点为坐标原点时的三维坐标数据。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述计算模块计算所述相似度的计算公式为：
[0016][0017]其中，i为第i组坐标点，N为每个关键切割面沿边缘轨迹提取坐标点的总数，Δy
1i
和Δy
2i
为两个管材零部件的关键切割面同角度上的y轴坐标值，其中，y轴为管材中心轴线。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述排序模块采用最小路径算法进行自动排序，具体包括：标记所有零部件为未排序状态；在初始时刻，任选一个零部件作为起始时刻的当前节点P1，标记该零部件为已排序状态并选择其中一个关键切割面为起始时刻的当前切割面S1；根据第j时刻的当前节点P
j
的当前切割面S
j
与其他所有未排序零部件关键切割面的相似度，查找与所述当前切割面S
j
相似度最小的关键切割面S，其中，j为大于等于1的整数；将关键切割面S所在的零部件D设为最小路径的新节点P
j+1
，连接当前切割面S
j
与关键切割面S作为最小路径的新边，其相似度为所述新边的权值，标记零部件D为已排序状态并将零部件D的另一个关键切割面为新的当前切割面S
j+1
；检查是否所有零部件都已排序，如是则执行步骤S36，否则返回步骤S33；按照最小路径节点顺序输出顺序对所有零部件进行排序。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术通过引入相似度的计算，避免应用复杂的数学优化模型和复杂的数学计算，能够获得高质量的拼接排序，提高了管材利用率；管材零部件能够根据相似度进行自动排序，操作方便，可以减少操作人员负担，有利于实现自动化生产。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的管材套料的自动排序方法的流程图；
[0022]图2为本专利技术一个实施例的最小路径算法的流程图；
[0023]图3为本专利技术一个具体实施例的管材套料的自动排序效果示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例的管材套料的自动排序系统的方框示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例的管材套料的自动排序方法，包括以下步骤：
[0027]S1，分别选取多个管材零部件的关键切割面，并获取每个管材零部件的关键切割面的坐标数据，其中，关键切割面为不同管材零部件之间进行拼接的公共切割面。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，管材的各个零部件可以由CAD、STEP等软件设计完成，可选取切割面轨迹贯穿管材切面的切割面作为关键切割面。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，可通过提取每个管材零部件关键切割面的特征数据，然后对关键切割面进行y坐标转换，即将每一个关键切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管材套料的自动排序方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，分别选取多个管材零部件的关键切割面，并获取每个所述管材零部件的关键切割面的坐标数据，其中，所述关键切割面为不同管材零部件之间进行拼接的公共切割面；S2，根据所述坐标数据计算不同管材零部件的关键切割面之间的相似度；S3，根据所述相似度对多个所述管材零部件进行自动排序。2.根据权利要求1所述的管材套料的自动排序方法，其特征在于，所述坐标数据为所述关键切割面以其中心点为坐标原点时的三维坐标数据。3.根据权利要求2所述的管材套料的自动排序方法，其特征在于，所述相似度的计算公式为：其中，i为第i组坐标点，N为每个关键切割面沿边缘轨迹提取坐标点的总数，Δy
1i
和Δy
2i
为两个管材零部件的关键切割面边缘轨迹上同角度的y轴坐标值，其中，y轴为管材中心轴线。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的管材套料的自动排序方法，其特征在于，在步骤S3中，采用最小路径算法进行自动排序，步骤S3具体包括：S31，标记所有零部件为未排序状态；S32，在初始时刻，任选一个零部件作为起始时刻的当前节点P1，标记该零部件为已排序状态并选择其中一个关键切割面为起始时刻的当前切割面S1；S33，根据第j时刻的当前节点P
j
的当前切割面S
j
与其他所有未排序零部件关键切割面的相似度，查找与所述当前切割面S
j
相似度最小的关键切割面S，其中，j为大于等于1的整数；S34，将关键切割面S所在的零部件D设为最小路径的新节点P
j+1
，连接当前切割面S
j
与关键切割面S作为最小路径的新边，其相似度为所述新边的权值，标记零部件D为已排序状态并将零部件D的另一个关键切割面为新的当前切割面S
j+1
；S35，检查是否所有零部件都已排序，如是则执行步骤S36，否则返回步骤S33；S36，按照最小路径节点顺序输出顺序对所有零部件进行排序。5.一种管材套料的自动排序系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁培峰，韩莉，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：