[发明专利]一种针对具有缺陷的天然石板的切割排样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑用石材的表面处理方法，特别涉及一种针对具有缺陷的天然石板的切割排样方法。

背景技术

天然石材是目前建筑装饰中使用较多的一种高档装饰材料。随着我国城市建设的不断发展，天然石材装饰材料被越来越多的使用。石材具有天然色彩、花纹、质地及耐腐蚀、耐磨损、抗老化等特性，虽然使用量巨大，但石材装饰设计和加工在我国一直处于低水平状态。由于石材大板是由天然的岩石分割而成，因此有时候难免形成不规则的外型和各种缺陷。例如空洞造成的不能连续取材，大斑块造成的色彩严重不均，裂缝造成的加工时石板破裂等。而如何将这种石材大板进行实时优化下料一直是困绕石材企业的大问题。人工排样对这样有缺陷的板材是无能为力的。

针对优化排样的不同方面，最早提出的有加密点法、人机对话法，随后出现点阵判交法、平行线分割一步平移法等。例如，冲裁件排样最优化的数学模型及算法中通过对数学模型的分析，解决了冲裁件排料问题。排料后所得的最佳冲裁角度与冲裁步距分别可达1度和0.001mm，在微机型计算机上平均计算时间为4分钟。另外，在冲裁件的排样优化寻优法中，可输出材料利用率特征曲线及最佳排样图并设计了动态排样子程序。该方法形象直观，操作方便，但过多的依赖人的参与，而且所得的排料结果与操作者的经验直接相关，所以限制了其在实际生产中的使用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种

本发明的技术方案是这样实现的：一种针对具有缺陷的天然石板的切割排样方法，包括以下步骤：

步骤1：对待加工的具有缺陷的石材大板进行数据的采集和处理：

(1)测量待加工石材大板的长和宽；

(2)确定石材的缺陷，包括：大斑、空洞、颜色和花纹不统一的区域；

对缺陷部位进行处理：

首先利用矩形框对具有缺陷的区域进行标识：以大板左下角点作为坐标原点，确定该矩形各顶点相对于坐标原点的距离，用x_min表示缺陷区域距左下角点的横向最小距离，用x_max表示缺陷区域距左下角点的横向最大距离，用y_min表示缺陷区域距左下角点的纵向最小距离，用y_max表示缺陷区域距左下角点的纵向最大距离；

再根据上述的距离对待加工板材进行区域划分，划分的规则为：以矩形的4条边为边界，顺时针或逆时针将石材大板依次划分成4个区域块，分别为第0块、第1块、第2块、第3块，保证每个区域都没有缺陷，该矩形区域的划分具有8种划分方案，8种划分方案分别计算比较出材率，选择其中最优的方案作为最终划分方案；

步骤2：对步骤1所确定的待加工的石材进行排样，具体过程为：

步骤2-1：建立缺陷石板排样模型，其目标是输出最优的排样方案，具体如下：

设步骤1中测量的大板的长度为L，宽为W，预切割的工程板的长度为l，宽为w；排样时工程板横放时设置和竖放，用r＝1或0分别表示横放和竖放；在步骤1中划分的4个区域分别进行排样，设i为区域号，m_i表示大板上第i块区域内工程板横放时可排多少行；n_i表示大板上第i块区域内工程板竖放时可排多少行；y_i表示大板上第i块区域内工程板横放时每行可排多少个；x_i表示大板上第i块区域内工程板竖放时每行可排多少个；

确定待加工板材产生最大工程板块数的目标函数为：