The multi-contour cutting application in algorithms of shortest cutting tool path generation

Abstract

В статье рассматривается проблема маршрутизации режущего инструмента машин листовой резки с числовым программным управлением (далее по тексту ЧПУ). Даны классификация задач маршрутизации и описание алгоритмов решения. В работе предложен подход к решению задачи прерывистой резки (Intermittent Cutting Problem, ICP) с точки зрения применения мультиконтурной резки, когда несколько контуров вырезаются одним движением режущего инструмента. Предлагаемый в статье метод заключается в следующем: контуры деталей объединяются в «блоки», при этом вырезка контуров происходит с применением совмещенного реза с использованием зачастую одной точки врезки. В статье выделены три группы деталей (прямоугольные, треугольные и детали с наружным контуром типа трапеция), для которых применим предлагаемый метод. При этом допускается наличие отверстий и пазов внутри деталей. Детали изготавливаются из листового материала на технологическом оборудовании с ЧПУ. Приведены некоторые результаты численных экспериментов в сравнении с решением задачи с помощью алгоритма CCP-Relax, где применяется стандартная резка контуров. Расчет был выполнен для раскройных карт, взятых из открытой библиотеки тестовых примеров CPPLib. The cutting path problem for sheet cutting machines with computer numerical control (further - CNC) is considered in this article. The classification of routing problem is given and description of algorithms for solving this problem is given too. The method of Intermittent Cutting Problem is proposed. This method based on application of multi-contour cutting techniques, namely common cut (when several contours are cut by one motion of cutter). The proposed method is to be combined parts in «blocks» and cutting of contours is performed by common cut application usually with one piercing. The three classes of parts (rectangular, triangular and parts with outer contour type like trapezium) are highlighted for which the proposed method is applicable. At the same time presence of inner contours is allowed. The some results of computing experiments are given compared with problem solution obtained by CCP-Relax algorithm (where the standard cutting technique is used). The calculation was performed for nesting maps from open library CPPLib.