Модель и методика параметризации при автоматизированном проектировании изделий со сложной формой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель и методика параметризации при автоматизированном проектировании изделий со сложной формой

А. Н. Серёдкин1, Г. Л. Виноградова2, В. О. Филиппенко1

1Пензенский государственный технологический университет

2Костромской государственный технологический университет

Аннотация

автоматизированный параметризация проектирование обувной

Рассматриваются модель и методика параметризации при автоматизированном проектировании изделий со сложной формой на примере проектирования продукции обувной промышленности, позволяющие снижать затраты и трудоемкость производства. Приведены практические результаты использования технологии параметризации моделей женской обуви, применение которой позволяет в кратчайшие сроки получать модель изделия требуемого под заказ размера и цвета.

Ключевые слова: трёхмерная модель, автоматизированное проектирование, обувь, параметризация, сложная геометрия, полигональная поверхность.

Автоматизированная система управления обувным предприятием представляет собой комплекс высокоэффективных автоматических средств обработки данных, экономико-математических методов для регулярного решения задач управления производственно-хозяйственной деятельностью предприятия, систем автоматизированного проектирования (САПР).

Основными преимуществами применения САПР, как известно, являются: повышение точности проектирования; снижение трудоемкости проектирования. Одним из факторов снижения трудоёмкости, а, следовательно, и снижения издержек производства, является использование технологии параметризации [1, 2] при проектировании моделей обуви. Параметризация - это моделирование с использованием параметров элементов модели и соотношений между этими параметрами. Параметризация позволяет за короткое время «проиграть» (с помощью изменения параметров или геометрических отношений) различные конструктивные параметры изделия и избежать принципиальных ошибок. Параметрическое моделирование существенно отличается от обычного двухмерного черчения или трёхмерного моделирования [3-5] . Конструктор, в случае параметрического проектирования, создаёт математическую модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке и т. п.

При разработке методики параметризации модели обуви была разработана её аналитическая модель.

За основу разработки математической модели с целью параметризации принят номер размера обуви (QV). В виду того, что размер обуви может принадлежать диапазону значений, поэтому отнесение его к группе размеров осуществляется по условию

QV>=40?40:(QV<=35?35:QV). (1)

Для параметризации модели обуви разработаны формулы расчета параметров модели обуви, зависящие от номера размера.

Длина обуви определяется по формуле

a=ceil((6 *Q)+5)/10, (2)

где ceil - команда округлить до большего целого;

a - длина модели обуви;

Q - размер обуви по штрихмассовой шкале.

Параметры каблука обуви определяются следующим образом

b=(2*Q)+(0.352*a), (3)

где b - параметры каблука в горизонтальном сечении 1.

с=(2*Q)+(0.195*b), (4)

где с - параметры каблука в горизонтальном сечении 2.

d=(2*Q)+(0.07*c), (5)

где d - параметры каблука в горизонтальном сечении 3.

Задание ширины обуви в разных сечениях осуществляется по формуле

m=(0.5*Q)+(0.668*a), (6)

где m - ширина обуви в сечении 3.

n=(0.942*Q)+0.5, (7)

где n - ширина обуви в сечении 5.

t=(0.5*Q)-(0.105*a), (8)

где t - ширина обуви в сечении 7.

Полнота обуви задаётся следующим отношением

p=(0.5*Q)+(0.27*Q), (9)

где p - полнота обуви в сечении 5.

s=(0.5*Q)-(0.12*Q), (10)

где s - полнота обуви в сечении 7.

На основе аналитической модели параметризации обуви разработана параметрическая модель обуви с использованием редактора переменных универсальной САПР T-FLEX CAD (рис. 1). Управление параметрической моделью осуществляется при помощи внешних переменных, значение которых можно менять как в редакторе переменных, так и при изменении размерного числа у проставленных размеров.

Технология параметризации позволяет в кратчайшие сроки получать модель не только требуемого размера, но и любого цвета. В представленной параметрической модели параметром ($A) задан цвет модели обуви, который можно выбрать из списка возможных значений (рис. 2).

Рис. 1. - Модель параметризации обуви в редакторе переменных T-FLEX CAD

Рис. 2 - Параметр выбора цвета модели обуви

Разработанная методика параметризации моделей обуви при автоматизированном проектировании с использованием CAD системы T-FLEX формализована в виде блок-схемы (рис. 3).

Рис. 3. - Блок-схема методики параметризации трехмерной модели обуви

Один из вариантов моделей, спроектированных по разработанной методике параметризации представлен на рис. 4, параметры модели следующие: размер - 35 , цвет - красный.

Рис. 4. - Вариант модели обуви с параметрами: размер - 35 , цвет - красный

Применение технологии параметризации моделей обуви позволяет значительно сокращать трудозатраты при подготовке производства, и время производства продукции, что повышает эффективность и конкурентоспособность предприятия.

Литература

1. Макарова В.С. Моделирование обуви и колодок. М.: Информ-Знание, 2003. 42 с.

2. Размеры обуви // URL: fabricaobuvi.ru/poleznaia_infa/razmeri_obuvi .

3. Параметризация в T-FLEX CAD // URL: vselektsii.ru/index.php/Poverxnostnoe-modelirovanie.

4. Поверхностное моделирование // URL: vselektsii.ru/index.php/Poverxnostnoe-modelirovanie.

5. Программа для конструкторской подготовки и 3D-моделирования T-FLEX CAD 3D // URL: tflex.ru/products/konstructor/cad3d .

6. Поршнев С.В., Якоб Д.А. О выборе методологии построения информационных моделей контрольно-пропускных систем, используемых для управления людскими потоками высокой интенсивности // Инженерный вестник Дона, 2012, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/917/.

7. Сироткин А. В., Брачун Т. А., Бархатов Н. И. Моделирование приоритетного управления информационными потоками с использованием сокетов // Инженерный вестник Дона, 2012, № 4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1192/.

8. Шустиков, И. Параметризация в T-FLEX CAD 3D // САПР и графика/ 2013. №10. С. 16-18.

9. Kiefer J., Wolfowitz J. On the theory of queues with many servers// Trans. Amer. Math. Soc., 1955. Vol. 78. pp. 147-161.

10. Pittel B. Closed exponential networks of queues with saturation: the Jackson-type stationary distribution and its asymptotic analysis // Math. Oper. Res., 1979. Vol. 4, pp. 357-378.

11. References

1. Makarova V.S. Modelirovanie obuvi i kolodok [Modeling shoes and pads]. M.: Inform-Znanie, 2003. 42 p.

2. Razmery obuvi [Shoe size] // URL: fabricaobuvi.ru/poleznaia_infa/razmeri_obuvi.

3. Parametrizatsiya v T-FLEX CAD [Parametrization in T-FLEX CAD]

12. // URL: vselektsii.ru/index.php/Poverxnostnoe-modelirovanie.

4. Poverkhnostnoe modelirovanie [Surface Modeling]

13. // URL: vselektsii.ru/index.php/Poverxnostnoe-modelirovanie.

5. Programma dlya konstruktorskoy podgotovki i 3D-modelirovaniya T-FLEX CAD 3D [The program for the design and preparation of 3D-modeling T-FLEX CAD 3D] // URL: tflex.ru/products/konstructor/cad3d.

6. Porshnev S., Jacob D. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №3 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/917/.

7. Sirotkin AV , Brachoun TA , Barhatov NI. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, № 4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1192.

8. Shustikov I. // CAD and Graphics. 2013 . №10 pp. 16-18.

14. 9.Kiefer J., Wolfowitz J. On the theory of queues with many servers // Trans. Amer. Math. Soc., 1955. Vol. 78. pp. 147-161.

9. Pittel B. Closed exponential networks of queues with saturation: the Jackson-type stationary distribution and its asymptotic analysis// Math. Oper. Res., 1979. Vol. 4, pp. 357-378.

Размещено на Allbest.ru