[发明专利]用于不规则钣金件无干涉排样的扫描线填充方法

说明书

本发明涉及一种用于不规则钣金件无干涉排样的扫描线填充方法，其包括步骤1：输入不规则钣金件轮廓的顶点信息和扫描精度；步骤2：生成不规则钣金件轮廓的基本扫描线:步骤3：填补不规则钣金件轮廓的基本扫描线中的扫描线间隙；步骤4：向不规则钣金件轮廓的基本扫描线中添加必要的扫描线；步骤5：对不规则钣金件轮廓的基本扫描线中的部分扫描线进行延伸；步骤6：输出不规则钣金件轮廓的完整扫描线。本发明采用扫描线的间隙填补、添加和延伸的操作，在给定扫描精度的情况下能完整有效地表示不规则钣金件轮廓信息，具有优良的信息完整度。解决了不规则钣金件排样过程中的轮廓干涉问题，提高排样方案的有效性。

技术领域

本发明属于钣金件处理领域，特别涉及一种用于不规则钣金件无干涉排样的扫描线填充方法。

背景技术

由于钣金件重量轻、强度高、成本低、大规模量产性能好等优点，致使钣金件的市场使用率不断提高，企业迫切希望通过降低生产成本、提高生产效率来提高其市场竞争力，在这一背景下，对于不规则钣金件，传统的手工排样方式已经不能满足企业的生产需求，企业越来越需要一种更加高效的排样方法。针对这一需求，许多学者展开了对优化下料问题的研究。不规则钣金件排样问题是优化下料问题的一个分支，指按照最优的排样方案在给定的母板上排放给定数量和种类的不规则钣金件。不规则钣金件排样问题最显著的特征是所排放的钣金件属于不规则轮廓，由于这一特征，在求解不规则钣金件排样问题时，需要对不同不规则钣金件的轮廓之间是否发生干涉进行判断，不同不规则钣金件的轮廓表达方式所采用的干涉判断方法不同。

在现有的针对不规则钣金件排样问题的研究中，扫描线是一种常用的不规则钣金件轮廓表达方式。相较于其他的不规则钣金件轮廓表达方式，扫描线占用的存储空间较小，对应的干涉判断方法的鲁棒性高。但现有研究中采用的扫描线生成方法十分依赖于扫描精度的选取。扫描精度越高，对不规则钣金件轮廓的表达越准确，排样方案中存在的轮廓干涉越少。但随着扫描精度的增加，干涉判断所需要的计算时间越长，扫描线信息所占用的存储空间越大。此外，由于扫描线是一种对不规则钣金件轮廓的近似表达方式，采用现有技术生成的扫描线对轮廓进行表达，通过提高扫描精度只能减少排样方案中存在的轮廓少量的重叠而不能消除轮廓干涉现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于不规则钣金件无干涉排样的扫描线填充方法，其目的在于通过对基本扫描线进行扫描线间隙填补、扫描线添加和扫描线延伸的操作，生成用于不规则钣金件无干涉排样的不规则钣金件轮廓的扫描线。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

具体地，本发明提供一种用于不规则钣金件无干涉排样的扫描线填充方法，其包括下列步骤：

步骤1：输入不规则钣金件轮廓的顶点信息和扫描精度y_step；所述不规则钣金件轮廓由逆时针依次连接的顶点构成；顶点信息包括顶点的x坐标、y坐标和凹凸性特征，若所述顶点为凸点，则其凹凸性特征为1，否则为0；所述扫描精度y_step指两个相邻扫描高度之间的间隔；

步骤2：生成不规则钣金件轮廓的基本扫描线；从起始扫描高度开始，以扫描精度y_step为步长，向各扫描高度作两端无限延伸的水平线，所作水平线穿入不规则钣金件轮廓的内部后穿出，各扫描高度上的水平线均包括位于不规则钣金件轮廓内部的内侧水平线段和位于不规则钣金件轮廓外部的外侧水平线段，各扫描高度的所有内侧水平线段共同组成不规则钣金件轮廓的基本扫描线；

步骤3：填补不规则钣金件轮廓的基本扫描线中存在的扫描线间隙；具体包括以下子步骤：S31、寻找不规则钣金件轮廓中所有可能存在扫描线间隙的扫描高度，S32、通过计算间隙判别式，判断所有可能存在扫描线间隙的扫描高度中是否存在扫描线间隙；S33、若存在扫描线间隙，确定扫描线间隙的填补方向和填补长度，完成扫描线间隙的填补；

步骤4：向不规则钣金件轮廓的基本扫描线中添加必要的扫描线；其具体包括以下子步骤：S41、找出不规则钣金件轮廓中所有需要添加必要扫描线的位置，S42、确定出每个待添加必要扫描线的添加信息；