一种高利用率的玻璃切割排版方法与流程

本发明涉及玻璃加工，特别涉及一种高利用率的玻璃切割排版方法。

背景技术：

1、玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的(主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英)。在熔融时形成一个较大的矩形板材，冷却过程中会有少量气泡或杂质附着在表面，这些气泡或杂质统称为“缺陷区域”，缺陷区域是不能被利用的，而在大尺寸玻璃传输的过程中，难免发一些小磕碰，导致其在边角或中间位置处产生裂纹或者掉块，这些小缺陷并不影响玻璃其他面积的使用，只需切割排版时避开这些缺陷便可正常使用。

2、而传统的玻璃切割排版方法存在一些问题，如在玻璃原片存在缺陷上切割同一图案尺寸的玻璃块时，无法计算出排版的最优解，造成可利用面积利用率低、浪费材料等问题，并且在切割不同图案尺寸的玻璃块时，组合排版方式不合理，计算精度差，造成利用率低，切割不准且工作效率低的问题。因此，需要一种高效、高利用率的玻璃切割排版方法及其算法来解决这些问题。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提出的技术缺陷，本发明的目的是提供一种高利用率的玻璃切割排版方法，旨在最大限度地提高玻璃材料的利用率，减少材料浪费。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高利用率的玻璃切割排版方法，包括以下方法步骤：

4、s1、扫描信息：利用传感技术获取玻璃原片的形状和尺寸，同时扫描玻璃上是否存在缺陷，若存在缺陷则进入步骤s2，反之则直接进入步骤s3；

5、s2、定位标记：自动标记出缺陷的位置和尺寸，并根据缺陷的面积自动计算玻璃原片的可利用面积及不可利用面积；

6、s3、预设程序：输入目标玻璃块的切割参数信息，包括切割图案和切割玻璃尺寸信息，同时预设切割设备的走刀方向；

7、s4、排版计算：根据输入的目标玻璃块信息，建立数学模型，并使用优化算法对玻璃切割图案进行排版，其中，排版的方式包括多个目标形状紧邻设置，相邻的目标形状中有两条边重合在一起且被两个相邻的目标形状所拥有的边为公用边，仅被一个目标形状拥有的边为单用边；

8、s5、优化方案：根据初步排版结果，使用启发式算法，如遗传算法、模拟退火算法等对数学模型进行求解，以获得可利用面积最大的排版方案；

9、s6、确立走刀：根据最优排版方案生成切割路径，并控制切割设备按照切割路径进行切割。

10、优选的，当在玻璃原片上切割单一图案和尺寸的目标玻璃块时，采用步骤s4中的数学模型进行计算单一排版的最优排版方案，并根据缺陷的面积及走向并剔除该区域内的不可利用面积。

11、优选的，步骤s4中的数学模型建立步骤为：在玻璃原片上建立数学坐标系，其中以玻璃原片的长度方向为x轴，宽度方向为y轴；并基于获取的目标玻璃块的尺寸信息任意叠加得到所有可能的小于该当前需要切割的板材尺寸的切割长度，进而获得两个方向上的离散集。

12、优选的，所述离散集中保存的切割长度依次进行试切计算，并且保存所有试切位置所产生两个子块的结果之和，两个离散集中的元素均试切完毕后比较每一个试切位置所指向的结果，并保存最大值作为当前子块的最优解。

13、优选的，当在玻璃原片上切割不同图案和尺寸的目标玻璃块时，采用步骤s5中的遗传算法进行计算组合式排版的最优解，其计算步骤为：对至少两个目标玻璃块进行编码以及初始化处理，得到初始化种群，初始化种群中包括至少两个个体，且每个个体为目标玻璃块的排放序列。

14、优选的，所述启发式算法的排版规则对初始化种群中各个体进行排版时，判断其是否达到迭代排版的终止条件；若否，则对初始化种群中各个体进行选择、交叉和变异处理，得到新的目标种群，并执行启发式算法的排版规则对目标种群中各个体进行排版的操作；若是，则输出排版结果。

15、优选的，所述启发式算法的排版规则包括如下规则中的一种或者多种：完全匹配优先规则、宽度匹配优先规则、组合宽度匹配优先规则以及可装入优先规则。

16、综上所述，相比传统的玻璃切割排版方法，本发明具有以下优点和效果：

17、本发明通过优化排版方法能够快速生成最优的排版方案，最大限度地提高玻璃材料的利用率，减少浪费，并且能够单独针对有无缺陷的玻璃板采用不同的切割排版方案，进而提升对玻璃板面积的利用效率，降低生产成本，同时还能够根据不同的切割方案自动匹配单一式和组合式的最优解算法，充分利用好最大面积利用利率，提高切割效率；另外，本发明适用于各种形状和尺寸的玻璃板，具有较强的适应性。

技术特征：

1.一种高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，包括以下方法步骤：

2.根据权利要求1所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，当在玻璃原片上切割单一图案和尺寸的目标玻璃块时，采用步骤s4中的数学模型进行计算单一排版的最优排版方案，并根据缺陷的面积及走向并剔除该区域内的不可利用面积。

3.根据权利要求2所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，所述步骤s4中的数学模型建立步骤为：在玻璃原片上建立数学坐标系，其中以玻璃原片的长度方向为x轴，宽度方向为y轴；并基于获取的目标玻璃块的尺寸信息任意叠加得到所有可能的小于该当前需要切割的板材尺寸的切割长度，进而获得两个方向上的离散集。

4.根据权利要求3所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，所述离散集中保存的切割长度依次进行试切计算，并且保存所有试切位置所产生两个子块的结果之和，两个离散集中的元素均试切完毕后比较每一个试切位置所指向的结果，并保存最大值作为当前子块的最优解。

5.根据权利要求5所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，当在玻璃原片上切割不同图案和尺寸的目标玻璃块时，采用步骤s5中的遗传算法进行计算组合式排版的最优解，其计算步骤为：对至少两个目标玻璃块进行编码以及初始化处理，得到初始化种群，初始化种群中包括至少两个个体，且每个个体为目标玻璃块的排放序列。

6.根据权利要求5所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，所述启发式算法的排版规则对初始化种群中各个体进行排版时，判断其是否达到迭代排版的终止条件；若否，则对初始化种群中各个体进行选择、交叉和变异处理，得到新的目标种群，并执行启发式算法的排版规则对目标种群中各个体进行排版的操作；若是，则输出排版结果。

7.根据权利要求6所述的高利用率的玻璃切割排版方法，其特征在于，所述启发式算法的排版规则包括如下规则中的一种或者多种：完全匹配优先规则、宽度匹配优先规则、组合宽度匹配优先规则以及可装入优先规则。

技术总结
本发明涉及玻璃加工技术领域，特别涉及一种高利用率的玻璃切割排版方法，包括以下方法步骤：利用传感技术获取玻璃原片的形状和尺寸，同时扫描玻璃上是否存在缺陷；自动标记出缺陷的位置和尺寸；输入目标玻璃块的切割参数信息，同时预设切割设备的走刀方向；据输入的目标玻璃块信息，建立数学模型，并使用优化算法对玻璃切割图案进行排版；根据初步排版结果，使用启发式算法进行求解，以获得可利用面积最大的排版方案；根据最优排版方案生成切割路径，并控制切割设备按照切割路径进行切割；本发明通过优化排版算法快速生成最优的排版方案，最大限度地提高玻璃材料的利用率，并且单独针对有无缺陷的玻璃板采用不同的切割排版方案，提高切割精度。

技术研发人员：罗海航,宋镜钊,陈铭波,梁桂玲
受保护的技术使用者：广东南亮艺术玻璃科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17