裁切最优化处理系统及方法
【专利摘要】一种裁切最优化处理方法，包括：导入裁切底板及待裁切物体轮廓；提取组成待裁切物体轮廓的各个直线段，利用所述组成待裁切物体轮廓的各个直线段生成待裁切物体轮廓的点云集，并计算裁切底板的最大包围盒，及将上述待裁切物体轮廓的点云集三角网格化，并计算其中所有三角形的总面积S；根据迭代算法计算所述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的待裁切物体轮廓的个数；及输出最省料的布局图形。本系统及方法能够能够对待裁切物体进行最省材料的布局，达到最省材料目的。
【专利说明】裁切最优化处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据处理系统及方法，尤其涉及一种对材料进行最优化裁切的处 理系统及方法。
【背景技术】
[0002]生产制造行业中，材料的裁切是一个重要的环节，如钢材、铜管、鞋面帮等。裁切过 程要确保最少的浪费，可有效降低产品的成本，从而提升产品价格竞争力。目前很多公司都 是通过有经验的师傅及严格科学的管理来达到该目的，尽管如此，人为的判断还是容易产 生误差造成材料的浪费，很难达到最省材料目的。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上内容，有必要提供一种裁切最优化处理方法及系统，能够对待裁切物体 进行最省材料的布局，达到最省材料目的。
[0004] 一种裁切最优化处理方法，应用于计算设备中，该方法包括：导入裁切底板及待裁 切物体轮廓；提取组成待裁切物体轮廓的各个直线段，利用所述组成待裁切物体轮廓的各 个直线段生成待裁切物体轮廓的点云集，并计算裁切底板的最大包围盒，及将上述待裁切 物体轮廓的点云集三角网格化，并计算其中所有三角形的总面积S;根据迭代算法计算所 述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的待裁切物体轮廓的个数；及输出最省料的布局图 形。
[0005] -种裁切最优化处理系统，运行于计算设备中，该系统包括：数据输入模块，用于 导入裁切底板及待裁切物体轮廓；
[0006] 数据处理模块，用于提取组成待裁切物体轮廓的各个直线段，利用所述组成待裁 切物体轮廓的各个直线段生成待裁切物体轮廓的点云集，并计算裁切底板的最大包围盒， 及将上述待裁切物体轮廓的点云集三角网格化，并计算其中所有三角形的总面积S;最佳 化布局模块，用于根据迭代算法计算所述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的待裁切物 体轮廓的个数；及数据输出模块，用于输出最省料的布局图形。
[0007] 相较于现有技术，本发明所述的裁切最优化处理系统及方法通过最佳化算法对待 裁切物体进行最省材料布局，并输出布局图形，避免人为误差产生的材料的浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是本发明裁切最优化处理系统较佳实施例的运行环境示意图。
[0009] 图2是图1中裁切最优化处理系统较佳实施例的功能模块图。
[0010] 图3是本发明裁切最优化处理方法较佳实施例的流程图。
[0011] 图4是本发明裁切最优化处理方法中其中一个步骤的详细流程图。
[0012] 图5至图7分别举例示意了一个裁切底板、一个待裁切物体轮廓以及该待裁切物 体轮廓在该裁切底板上的布局图形。
[0013] 图8是根据组成待裁切物体轮廓的直线段生成点云集的示意图。
[0014] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种裁切最优化处理方法，应用于计算设备中，其特征在于，该方法包括： 数据输入步骤，导入裁切底板及待裁切物体轮廓； 数据处理步骤，提取组成待裁切物体轮廓的各个直线段，利用所述组成待裁切物体轮 廓的各个直线段生成待裁切物体轮廓的点云集，并计算裁切底板的最大包围盒，及将上述 待裁切物体轮廓的点云集H角网格化，并计算其中所有H角形的总面积S ; 最佳化布局步骤，根据迭代算法计算所述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的待裁 切物体轮廓的个数；及 数据输出步骤，输出最省料的布局图形。
2. 如权利要求1所述的裁切最优化处理方法，其特征在于，所述数据处理步骤还包括： 将每条直线段的法向量由该条直线段上的第一点及第二点的连线与当前屏幕法向量叉乘 得到每条直线段的法向量，并调整所述每条直线段的法向量使其方向一致。
3. 如权利要求1所述的裁切最优化处理方法，其特征在于，所述生成待裁切物体轮廓 的点云集的步骤包括： 按照一个预设的采点间距在每一条直线段上均匀采点；及 在每一条直线段上，对所采的点依次连接形成连线，计算每一条连线的法向量，并计算 相邻连线的法向量之间的夹角，根据该夹角对所采的点进行删减处理后生成所述待裁切物 体轮廓的点云集。
4. 如权利要求3所述的裁切最优化处理方法，其特征在于，所述删减处理包括： 当相邻连线的法向量之间的夹角小于一个预设的角度，则删除组成该相邻连线的点中 的中间点。
5. 如权利要求1所述的裁切最优化处理方法，其特征在于，所述最佳化布局步骤包括： 接收初始的迭代参数，包括待裁切物体轮廓的个数N及待裁切物体轮廓旋转的角度； 计算迭代函数值f (X) =Min (SMax-N*巧的值，其中，SMax为裁切底板的最大包围盒的面 积，N为待裁切物体轮廓的个数，及S为H角网格化的待裁切物体轮廓中所有H角形的总面 积S ; 当上述计算得到的f(x)不小于所述化nX时，利用数学法则计算f(x)的下降方向； 当f(x)存在下降方向时，计算待裁切物体轮廓的点云集沿下降方向移动一个步长D后 的迭代函数值f(x)'; 当f (X)'小于f (X)时，返回上述的利用数学法则计算f (X)的下降方向的步骤； 当f(x)'不小于f(x)时，返回上述的计算待裁切物体轮廓的点云集沿下降方向移动一 个步长D后的迭代函数值f(x)'的步骤；及 当上述计算得到的f(x)小于一个预设的值化nX时，或者当f(x)不存在下降方向时， 结束流程。
6. -种裁切最优化处理系统，运行于计算设备中，其特征在于，该系统包括： 数据输入模块，用于导入裁切底板及待裁切物体轮廓； 数据处理模块，用于提取组成待裁切物体轮廓的各个直线段，利用所述组成待裁切物 体轮廓的各个直线段生成待裁切物体轮廓的点云集，并计算裁切底板的最大包围盒，及将 上述待裁切物体轮廓的点云集H角网格化，并计算其中所有H角形的总面积S ; 最佳化布局模块，用于根据迭代算法计算所述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的 待裁切物体轮廓的个数；及 数据输出模块，用于输出最省料的布局图形。
7. 如权利要求6所述的裁切最优化处理系统，其特征在于，所述数据处理步骤还包括： 将每条直线段的法向量由该条直线段上的第一点及第二点的连线与当前屏幕法向量叉乘 得到每条直线段的法向量，并调整所述每条直线段的法向量使其方向一致。
8. 如权利要求6所述的裁切最优化处理系统，其特征在于，所述数据处理模块生成待 裁切物体轮廓的点云集时，利用如下方法： 按照一个预设的采点间距在每一条直线段上均匀采点；及 在每一条直线段上，对所采的点依次连接形成连线，计算每一条连线的法向量，并计算 相邻连线的法向量之间的夹角，根据该夹角对所采的点进行删减处理后生成所述待裁切物 体轮廓的点云集。
9. 如权利要求8所述的裁切最优化处理系统，其特征在于，所述删减处理包括： 当相邻连线的法向量之间的夹角小于一个预设的角度，则删除组成该相邻连线的点中 的中间点。
10. 如权利要求6所述的裁切最优化处理系统，其特征在于，所述最佳化布局模块计算 所述裁切底板的最大包围盒能容纳的最多的待裁切物体轮廓的个数时采用如下方法： 接收初始的迭代参数，包括待裁切物体轮廓的个数N及待裁切物体轮廓旋转的角度； 计算迭代函数值f (X) =Min (SMax-N*巧的值，其中，SMax为裁切底板的最大包围盒的面 积，N为待裁切物体轮廓的个数，及S为H角网格化的待裁切物体轮廓中所有H角形的总面 积S ; 当上述计算得到的f(x)不小于所述化nX时，利用数学法则计算f(x)的下降方向； 当f(x)存在下降方向时，计算待裁切物体轮廓的点云集沿下降方向移动一个步长D后 的迭代函数值f(x)'; 当f (X)'小于f (X)时，返回上述的利用数学法则计算f (X)的下降方向的步骤； 当f(x)'不小于f(x)时，返回上述的计算待裁切物体轮廓的点云集沿下降方向移动一 个步长D后的迭代函数值f(x)'的步骤；及 当上述计算得到的f(x)小于一个预设的值化nX时，或者当f(x)不存在下降方向时， 结束流程。
【文档编号】G06Q50/04GK104346753SQ201310342624
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】张旨光, 吴新元, 谢鹏 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司