【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化加工零件排样，尤其涉及一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法。
技术介绍
1、随着智能制造快速发展，家具、服装和机械制造等需要原材料加工行业的竞争不断加剧，原材料排样问题成为制约企业生产成本的关键。合理的排样方法能够提高排样效率和原材料利用率，进而提高企业效益。
2、目前，大多数的排样方法是对规则形状的排样，而不规则形状大多是通过包络矩形的方式转化成规则形状排样，忽略了零件的原有形状特性，虽然简化排样过程但是对于板材利用率却也很难达到预期。因此，排样效率更高，排样效果更好的排样方法是企业所追求的目标。
3、在零件排样问题中，零件形状以及板材形状都是制约排样效果的因素。目前，对于规则形状的排样，如矩形、圆形等已经有相对成熟的排样方法应用到实际当中，但对于不规则形状排样的方法较少。
4、因此，亟需一种新的技术方案来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，以解决现有技术缺少对不规则形状排样，进而不能合理利用板材的技术问题。
2、上述目的是通过以下技术方案来实现：
3、一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，包括定位排放和定序优化，其中：
4、所述定位排放包括：
5、步骤(1-1)将待排放零件内靠在板材内部，并绕板材运动一周生成的参考点轨迹，作为内部临界多边形；
6
7、步骤(1-3)记录零件在板材内的潜在排放点集合；
8、步骤(1-4)在潜在排放点集合中筛选出可行排放点集合；
9、步骤(1-5)在所述可行排放点集合中，通过bl策略选取当前排放点，并将零件移动到该位置，完成定位排放操作；
10、所述定序优化包括：
11、步骤(2-1)以零件的排放顺序和旋转角度作为决策变量，对遗传染色体进行编码，生成若干条染色体组成初始化种群；
12、步骤(2-2)根据所述初始化种群计算适应度；
13、步骤(2-3)通过锦标赛的方式，从所述初始化种群中筛选出参与遗传的父代种群，并利用所述父代种群进行交叉变异生成子代种群；
14、步骤(2-4)将所述父代种群中具有优良基因的染色体与生成的所述子代种群中子代染色体结合，组成新一代种群，再进入步骤(2-3)进行循环迭代，获取最优解。
15、进一步地，步骤(1-3)中所述潜在排放点集合包括待排放零件与板材生成的内部临界多边形的顶点、待排放零件与已排放零件生成的外部临界多边形的顶点、内部临界多边形与外部临界多边形的交点、以及所有外部临界多边形相互之间的交点。
16、进一步地，步骤(1-4)中所述可行排放点集合满足零件既不与板材发生碰撞，也不与已排放零件发生碰撞。
17、进一步地，步骤(2-2)中所述适应度为板材利用率f，其计算公式如下：
18、
19、进一步地，还包括对适应度做线型变换得到新的评价指标f'，公式如下：
20、f'＝α×f+β+σ
21、则，
22、α＝favg/(favg-fmin)；
23、β＝-fmin×favg/(favg-fmin)；
24、σ＝favg/k
25、其中，favg为种群平均适应度，fmin为种群最小适应度，k为常数。
26、进一步地，步骤(2-4)中所述交叉采用顺序交叉，具体为：当前选择出的两个参与交叉的父代个体p1和p2，固定p1中的等于j的基因位不变，将p2中不等于j的基因位顺序交叉到p1，产生子代个体c1；同理，固定p2中不等于j的基因位，将p1中等于j的基因位顺序交叉到p2，产生子代个体c2。
27、进一步地，步骤(2-4)中所述变异采用亮点交叉变异，具体为：在父代染色体p1中随机选择两个基因位，进行交叉产生子代个体c1。
28、有益效果
29、本专利技术所提供的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，对于临界多边形的生成，本方案采用移动碰撞的方法，而传统的移动碰撞法需要多边形每个顶点与另一个多边形各边进行求交运算，多边形边数越多计算量越大。因此，本方案采用基于顶点序列的符号判别法来简化该过程，只有当前移动方向上，顶点穿过另一多边形的某条边时，计算移动距离，否则不计算，避免无效运算。本方案打破人工排样效率低的局限性，同时在排布过程中充分保留了零件原有形状特点，相较于目前大多数将多边形通过外包矩形来进行排布的方法，能明显提高板材的利用率。
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1.一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，包括定位排放和定序优化，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(1-3)中所述潜在排放点集合包括待排放零件与板材生成的内部临界多边形的顶点、待排放零件与已排放零件生成的外部临界多边形的顶点、内部临界多边形与外部临界多边形的交点、以及所有外部临界多边形相互之间的交点。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(1-4)中所述可行排放点集合满足零件既不与板材发生碰撞，也不与已排放零件发生碰撞。
4.根据权利要求1所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(2-2)中所述适应度为板材利用率f，其计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，还包括对适应度做线型变换得到新的评价指标f'，公式如下：
6.根据权利要求1或5所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特
7.根据权利要求6所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(2-4)中所述变异采用亮点交叉变异，具体为：在父代染色体p1中随机选择两个基因位，进行交叉产生子代个体c1。
...【技术特征摘要】
1.一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，包括定位排放和定序优化，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(1-3)中所述潜在排放点集合包括待排放零件与板材生成的内部临界多边形的顶点、待排放零件与已排放零件生成的外部临界多边形的顶点、内部临界多边形与外部临界多边形的交点、以及所有外部临界多边形相互之间的交点。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(1-4)中所述可行排放点集合满足零件既不与板材发生碰撞，也不与已排放零件发生碰撞。
4.根据权利要求1所述的一种基于临界多边形的二维不规则凸多边形排样方法，其特征在于，步骤(2-2)中所述适应度为板材利用率f，其计算公式如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，李新，
申请(专利权)人：无锡信捷电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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