[发明专利]一种基于区域分割的S型排序切割路径优化方法

说明书

本发明公开了一种基于区域分割的S型排序切割路径优化方法，将排样图逐步分割成多个区域。每分割出一个区域，就进行整体和局部排序，确立单个区域的样片搜索顺序。按照搜索顺序依次对区域中的样片生成加工路径，生成的加工路径可能与其他样片产生碰撞，对发生碰撞的地方进行碰撞处理，能够有效优化切割路径。本发明在满足连续切割的工艺要求下，实现对切割路径的优化，提高海绵环刀切割机的加工效率，为企业提高生产效率。

技术领域

本发明属于智能加工制造领域，具体涉及一种基于区域分割的S型排序切割路径优化方法。

背景技术

海绵环刀切割机是一种专门用于切割海绵的机器。随着人们对于海绵制品的需求越来越大，传统的手工切割方式已经不能满足生产的需求。海绵环刀切割机的出现解决了这一问题，可以将大量的海绵材料快速、准确地切割成所需形状和尺寸。与传统的切割机相比，海绵环刀切割机的优势在于环刀高速切割大幅提升了生产效率。环刀在切割过程中不脱离原料，无抬刀下刀动作，采用连续切割方式，要求尽量规则的加工路径。

目前，刀具切割方式的研究大多是基于非连续切割，基于广义旅行商算法，以减少空行程为优化目标，会在加工路径上割破已加工样片，不适用于海绵环刀切割机的连续切割。减少样片间过渡路径、少量加入重复路径绕行已加工样片，兼顾空行程与加工质量，合理规划切割路径是实现连续切割、提高加工效率以及缩短加工路径的关键。

发明内容

发明目的：本文海绵环刀切割机连续切割问题，提出了一种基于区域分割的S型排序切割路径优化方法，该方法可以实现连续切割、提高加工效率以及缩短加工路径。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种基于区域分割的S型排序切割路径优化方法，包括如下步骤：

步骤一：区域分割：将排样图逐步分割成多个区域；

步骤二：区域排序：通过整体和局部排序将分割出的区域样片进行排序，确立好单个区域的样片搜索顺序；

步骤三：加工路径规划：经过排序后的区域样片在搜索时生成加工路径，合理选择切入点和切出点，生成最短的加工路径；

步骤四：碰撞处理：样片与样片之间形成的加工路径可能会与其他样片发生碰撞，确立碰撞区域，对发生碰撞的地方进行碰撞处理。

进一步的，所述的步骤一中将排样图分割成多个区域的步骤如下：

步骤(1)：找到未搜索样片集合中的拐点样片LA；

步骤(2)：切割向上，通过拐点样片将其上方符合扩展原则1的样片扩展到同一个区域中；切割向下，通过拐点样片将其下方符合扩展原则的样片扩展到同一个区域中；

步骤(3)：从步骤(2)扩展得到的区域存在着一些体积较小但未被放置到区域的样片，需要按照扩展原则2将这些样片扩展到区域中，得到区域REG。

进一步的，所述的步骤(1)寻找到拐点样片LA的步骤如下：

步骤A：将样片图中未搜索样片放置到一个空集合P；

步骤B：找到集合形心X坐标值最小的样片A；

步骤C：按照规则f_ls将样片集合中符合条件的样片加入到一个空集合中。

步骤D：记从步骤C得到的集合为S，集合S中样片数为t，如果t＝0，此时选择A作为拐点样片；如果t＝1，选择S中样片作为拐点样片；t＞1，对S进行步骤B操作。

进一步的，所述的步骤(2)切割方向分为向上和向下两种，区域REG从底端样片开始搜索，称为向上切割；区域REG从顶端样片开始搜索，称为向下切割。每次搜索完一个区域的样片，改变切割方向为反方向。