1.一种基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法,其特征在于,其包括:S1,确定钢板件的最优切割顺序:
S11,对钢板件排样结果图中的每个钢板件进行编号,获得不同钢板件形心之间的距离,然后计算所有钢板件之间的距离矩阵;
S12,基于距离矩阵,采用自适应大范围邻域搜索的模拟退火算法,随机生成初始切割顺序,并将钢板件的编号按照初始切割顺序进行编码,初始化搜索算子的权重wDestroy和wRepair,初始化搜索算子的得分destroyScore和repairScore;
S13,采用轮盘赌的方法,基于wDestroy和wRepair,选择搜索算子,生成新的切割顺序,采用Metropolice准则更新顺序编码同时对新的顺序编码进行评分以更新destroyScore和repairScore;
S13具体为:
基于轮盘赌的方法,结合wDestroy和wRepair,选取一种Destroy算子和一种Repair算子,形成一种Destroy算子和Repair算子的组合对初始切割顺序进行邻域搜索,得到新的切割顺序;并基于新的切割顺序更新初始切割顺序;
采用Metropolice准则更新顺序编码同时对新的顺序编码进行评分,若评分大于全局最优解的评分,则令W=W1,如果评分大于当前最优解的评分,则令W=W2,如果评分小于或等于当前最优解的评分,则以概率p接受新的切割顺序,若接受,则令W=W3,否则令W=W4,其中,W1>W2>W3>W4;W表示算子的得分;
destroyScore和repairScore更新公式为:;
;
式中: 为Destroy算子的索引, 为
Repair算子的索引;
S14,根据更新后的destroyScore和repairScore更新搜索算子的权重wDestroy和wRepair,更新退火温度和当前最优切割顺序;
S14中,wDestroy和wRepair的更新公式为:
;
;
式中: 为Destroy算子执行的次数, 为Repair算子执行的次数,b为常数系数;
S15,重复执行S13‑S14,直至达到设定的迭代次数,得到钢板件的最优切割顺序;
S2,确定钢板件的最优切割起点:
S21,将每个钢板件的所有顶点作为一个集合,对集合中的每个顶点进行编号;
S22,运用遗传算法,按照钢板件的最优切割顺序选取每个钢板件中的一个顶点的编号进行组合编码,记为初始切割起点集,随机生成多个初始切割起点集;
S22中, 为钢板件的最优切割顺序,组合编码为 ,表示切
割路径为从原点出发由钢板件 的 顶点开始对钢板件 进行切割,完成后继续切割零件,切割起始点为零件 的 顶点,以此类推,最终从零件 的 顶点返回原点完成切割过程;
S23,对于每个初始切割起点集,利用交换算子生成新的切割起点集,采用Metropolice准则更新所有初始切割起点集;
S24,重复执行S23,直至达到设定的迭代次数,得到最优的切割起点集,即每个钢板件的最优切割起点;
S3,基于钢板件的最优切割顺序和每个钢板件的最优切割起点得到切割路径。
2.根据权利要求1所述的基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法,其特征在于,自适应大范围邻域搜索的模拟退火算法的邻域搜索通过Destroy算子和Repair算子的组合实现,Destroy算子包括randomDestroy和maxDestroy;Repair算子包括greedyinsert和randominsert;Destroy算子和Repair算子的初始权重设置为相同,Destroy算子的得分destroyScore和Repair算子的得分repairScore初始化为0。
3.根据权利要求1所述的基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法,其特征在于,S23具体为:对于每个初始切割起点集,随机选择若干个切割起点,用同一钢板件的其余顶点的编号进行替换,得到新的切割起点集。
4.一种基于分步优化的钢板件激光切割路径规划系统,所述系统用于实现权利要求1所述的基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法,其特征在于,所述系统包括:钢板件切割顺序模块,用于确定钢板件的最优切割顺序:
编号距离单元,用于对钢板件排样结果图中的每个钢板件进行编号,获得不同钢板件形心之间的距离,然后计算所有钢板件之间的距离矩阵;
初始化单元,用于基于距离矩阵,采用自适应大范围邻域搜索的模拟退火算法,随机生成初始切割顺序,并将钢板件的编号按照初始切割顺序进行编码,初始化邻域搜索算子的权重wDestroy和wRepair,初始化邻域搜索算子的得分destroyScore和repairScore;
顺序更新单元,用于采用轮盘赌的方法,基于wDestroy和wRepair,选择搜索算子,生成新的切割顺序,采用Metropolice准则更新顺序编码同时对新的顺序编码进行评分以更新destroyScore和repairScore;
权重更新单元,用于根据更新后的destroyScore和repairScore更新邻域搜索算子的权重wDestroy和wRepair,更新退火温度和当前最优切割顺序;
第一重复单元,用于重复执行顺序更新单元至权重更新单元,直至达到设定的迭代次数,得到钢板件的最优切割顺序;
钢板件切割起点模块,用于确定钢板件的最优切割起点:
编号单元,用于将每个钢板件的所有顶点作为一个集合,对集合中的每个顶点进行编号;
组合编码单元,用于运用遗传算法,按照钢板件的最优切割顺序选取每个钢板件中的一个顶点的编号进行组合编码,记为初始切割起点集,随机生成多个初始切割起点集;
起点更新单元,用于对于每个初始切割起点集,利用交换算子生成新的切割起点集,采用Metropolice准则更新所有初始切割起点集;
第二重复单元,用于重复执行起点更新单元,直至达到设定的迭代次数,得到最优的切割起点集,即每个钢板件的最优切割起点;
切割路径模块,用于基于钢板件的最优切割顺序和每个钢板件的最优切割起点得到切割路径。
5.一种电子设备,其特征在于,其包括:处理器和存储器,存储器中存储有至少一条计算机指令,指令由处理器加载并执行权利要求1‑3任意一项所述的基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法中所执行的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储介质中存储有至少一条计算机指令,指令由处理器加载并执行权利要求1‑3任意一项所述的基于分步优化的钢板件激光切割路径规划方法中所执行的步骤;计算机可读存储介质包括RAM存储器、磁驱动器、光驱动器和软磁盘。