发明名称 金属结构件的下料方法及其制造系统
摘要 本发明公开了一种金属结构件的下料优化方法及其制造系统,该方法包括下列步骤:(1)按照金属结构件的组成零件的材料和厚度,对其执行第一次分组;(2)按照组成零件的加工工艺要求,对第一次分组后的零件执行第二次分组;(3)按照组成零件的形状特征,利用聚类算法对第二次分组后的零件执行第三次分组;以及(4)将完成分组后的零件按组导入到排样模块中予以排样,由此实现下料的优化过程。通过按照本发明的下料优化方法及其制造系统,能够更有效地利用原材料、大幅降低成本且效率更高,并能实现从订单管理、计划调度、优化排料、加工成型到构件焊接的整个生产过程管控一体化。
申请公布号 CN102622663A 申请公布日期 2012.08.01
申请号 CN201110459003.8 申请日期 2011.12.31
申请人 华中科技大学 发明人 饶运清;戚得众;周伟;陈奇;王孟昌;王昆鹏;孙鑫
分类号 G06Q10/06(2012.01)I 主分类号 G06Q10/06(2012.01)I
代理机构 华中科技大学专利中心 42201 代理人 朱仁玲
主权项 一种用于金属结构件的下料优化方法,该方法包括下列步骤:(1)按照金属结构件的组成零件的材料和厚度,对其执行第一次分组,由此使得材料和厚度相同的零件被分入相同的组;(2)按照金属结构件的组成零件的加工工艺要求,对第一次分组后的零件执行第二次分组,由此使得加工工艺相同的零件被分入相同的组;(3)按照金属结构件的组成零件的形状特征,对第二次分组后的零件执行第三次分组,由此使得形状相似的零件被分入相同的组,该步骤具体包括以下子步骤:(31)利用公式一计算出零件组的轮廓面积差阀值D, <mrow> <mi>D</mi> <mo>=</mo> <mo>[</mo> <mfrac> <msqrt> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>min</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </msqrt> <msqrt> <mi>N</mi> </msqrt> </mfrac> <mo>]</mo> </mrow>(公式一)其中Emax为所有零件组中外轮廓面积最大的零件所具备的外轮廓面积,Emin为所有零件组中外轮廓面积最小的零件所具备的外轮廓面积,Wmax为所有零件组中内轮廓面积最大的零件所具备的内轮廓面积,Wmin为所有零件组中内轮廓面积最小的零件所具备的内轮廓面积,N为所有零件组的零件总数量,该公式中的[x]表示取x的整数部分;(32)设定i=1,j=1,且将第一个零件P1归入第一零件组C1;(33)设定i=i+1;(34)利用公式二计算出零件Pi与零件组Ch之间的平均面积综合偏差dih,其中h=1,2,…,j; <mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>ih</mi> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>E</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </msqrt> </mrow>(公式二)其中Ei为零件Pi的外轮廓面积,Ej为零件组Cj外轮廓的平均面积,Wi为零件Pi的内轮廓面积,Wj为零件组Cj内轮廓的平均面积;(35)利用公式三获得由步骤(34)所计算出的dih中的最小值d,d=min dih=min(di1,di2,…,dij,)(公式三三)(36)将通过步骤(35)所获得的d与所述阀值D进行比较,当d≤D时,将零件Pi归入所述最小值d所对应的零件组;而当d>D时,则令j=j+1且将Pi归入零件组Cj;(37)判别i分别是否大于二次分组后各个零件组的零件数量M,如果i≤M,则转到步骤(33)重复执行后续步骤;如果对于所有零件组i>M,程序结束并输出结果;由此将二次分组后各个零件组的零件按照形状相似性归入不同的组;(4)将执行上述三次分组后的零件按组导入到排样模块中予以排样,由此完成对金属结构件的下料优化过程。
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