Система автоматизированного проектирования технологических процессов швейного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования науки Российской Федерации

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский государственный политехнический университет

(Текстильный институт ФГ БОУВПО ИВ ГПУ)

Кафедра КШИ

Контрольная работа

На тему: «Система автоматизированного проектирования технологических процессов швейного производства»

Выполнила: студентка: 6 курса

Загирова О.Н.

Иваново 2016

План

1. Способы (режимы) формирования раскладок. Последовательность выполнения действий. Особенности работы САПР в режиме «бросания» и установки лекал

1.1 Диалоговый режим формирования раскладок лекал

1.2 Автоматический режим формирования раскладок лекал

1.3 Комбинированный режим формирования раскладки лекал

2. Информационное обеспечение САПР. Формы организации информационного процесса

3. Построение базовой конструкции мужских брюк (методика в МУ 2121 каф. КШИ с. 21-29)

1. Способы (режимы) формирования раскладок. Последовательность выполнения действий. Особенности работы САПР в режиме «бросания» и установки лекал

Процесс формирования раскладки заключается в размещении лекал на площади прямоугольника, длина и ширина которого соответствуют параметрам полотна настила. В САПР существует три различных способа (режима) формирования раскладок: диалоговый, автоматический и комбинированный.

1.1 Диалоговый режим формирования раскладок лекал

Диалоговый режим формирования раскладок лекал получил наибольшее распространение в современных САПР одежды. Он основан на совместном участии в процессе формирования раскладки оператора и средств САПР при обоснованном разделении их функций. Оператор выполняет творческую часть процесса, а средства САПР реализуют техническое решение задачи проектирования раскладки, обеспечивая соответствие технологическим требованиям.

Часто в обиходной практике диалоговый режим называют ручным. Для размещения лекала в нужном месте схемы раскладки оператор использует приемы “установки” и “бросания”.

Работа оператора в режиме установки заключается в “захвате” курсором укладываемого лекала и указании места его размещения в схеме раскладки.

Система фиксирует лекало в указанном месте и выполняет автоматический контроль соблюдения технологических условий размещения: отсутствие пересечения внешнего контура устанавливаемого лекала с контурами ранее уложенных лекал, с границами настила, с линиями стыковки секций настила; соблюдение заданных технологических зазоров. При невыполнении любого из перечисленных требований система не допускает размещения лекала в указанном месте, подает звуковой сигнал проектировщику о необходимости корректировки в размещении лекала или автоматически осуществляет корректировку расположения лекала в схеме раскладки.

В режиме “бросания” проектировщик размещает лекало на любом свободном месте раскладки, курсором определяет направление “бросания” и активизирует команду “бросить”. Система автоматически перемещает лекало в заданном направлении до приближения его к ранее уложенным лекалам на величину технологического зазора.

Для осуществления автоматического контроля правильности размещения лекал проведена формализация как объектов, так и процедур проектирования.

Все уложенные лекала система ориентирует в осях координат раскладки. Их называют главными осями координат. Начало координат главных осей расположено в левом нижнем углу рамки раскладки. Главная ось ОХ параллельна нити основы ткани и в схеме раскладки совмещена с её нижней горизонтальной границей. Главная ось ОY совмещена с левым поперечным краем рамки раскладки.

Каждое отдельное лекало, уложенное в схеме раскладки, система воспринимает не как физическое тело, а как некую аналитическую модель, описывающую контур лекала. Для этого внутри каждого лекала задают свои оси координат. Ось О1 Х1 лекала совпадает с направлением долевой линии этого лекала (рис. 1). Положительное направление оси О1 Y1 лекала получено путем вращения оси О1 Х1 против часовой стрелки на 900. Начало координат осей лекала О1 принято называть условным центром этого лекала. В различных САПР условный центр лекала размещают по-разному: совмещают с началом, серединой или концом принятой на лекале долевой линии.

Расположение любого лекала в плоскости раскладки определяют по координатам его условного центра О1 в главных осях раскладки. Отклонение долевой линии лекала относительно направления нити основы в раскладке определяют углом б между главной осью О Х и осью лекала О1 Х1.

Рис. 1. Оси координат лекала

Рис. 2. Взаимное размещение лекал

Размещение лекал в поле раскладки может быть представлено, например, матрично-аналитической моделью. Площадь раскладки разбивается на клетки равной величины. Положение каждой клетки определено относительно начала координат раскладки и кодировано относительно ранее размещенных лекал (рис. 2, а). Клетки, целиком расположенные внутри лекала, обозначают кодом “1” (внутренние), целиком лежащие вне лекала, обозначают кодом “0” (свободные). Клетки, через которые проходят контурные линии лекала, обозначают кодом “2” (граничные). В ячейках памяти машины, соответствующих граничным клеткам, хранится информация о фрагментах контура лекала, например координаты точек А, В, С и т.д.

После укладывания очередного лекала система автоматически проверяет его размещение, анализируя положение каждой точки контура лекала в порядке обхода по периметру. Эту операцию называют ґопросомЄ точек. Если в результате ґопросаЄ установлено, что одна или несколько ґопрашиваемыхЄ точек попали во внутренние клетки ранее уложенных лекал, то фиксируется факт глубокого пересечения (рис. 2, б). Если “опрашиваемые” точки лежат в свободных клетках, то пересечения лекал нет (рис. 2, с). Ситуация подозрительна на наличие пересечения, когда точки контура вновь укладываемого лекала попадают в граничные клетки ранее уложенного лекала (рис. 2, д). Тогда из ячеек памяти, соответствующих клеткам, подозрительным на наличие пересечения, система извлекает информацию о фрагменте контура ранее уложенного лекала (фрагмент а-в, рис. 2, д). Так же она анализирует фрагмент размещаемого лекала в зоне, подозрительной на возможность пересечения (фрагмент с-d). Поскольку фрагменты небольшие, система представляет их отрезками прямых линий а-в и с-d и решает задачу пересечения двух прямых отрезков, заданных координатами их концов.

Система последовательно оценивает все фрагменты, подозрительные на наличие пересечения. При обнаружении пересечения система блокирует размещение лекала в указанном оператором месте или автоматически выводит лекало из пересечения. При автоматическом выводе из пересечения программно предусмотрено, что лекало должно располагаться на минимальном расстоянии от того места, которое определил оператор. Это позволяет сохранить задуманную оператором схему раскладки. В процедуру устранения пересечения введена функция, минимизирующая расстояние между исходным и новым положениями лекала. При выводе из пересечения лекало сдвигают пошагово. Шаг перемещения r = 1…2 мм. Для определения направления перемещения система последовательно анализирует варианты нового положения условного центра лекала в точках окружности, проведенной радиусом r из старого условного центра (рис. 3).

Положения условных центров на линии окружности перебирают в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки. При каждом очередном положении условного центра система оценивает условия пересечения.

Если во всех новых положениях центра фиксируется пересечение, то радиус окружности возрастает на шаг r1= r + 1…2 мм. Процедура обхода точек окружности и проверки условия пересечения повторяется до тех пор, пока лекало будет выведено из пересечения. При этом система автоматически определяет величину и направление смещения лекала для вывода его из пересечения. Найденные величины будут соответствовать принятому условию минимизации.

Процедура автоматического устранения пересечения, реализованная в диалоговом режиме раскладки, снижает напряженность труда раскладчика и примерно на 20 % затраты времени на выполнение раскладки лекал.

раскладка диалоговый лекало бросание

Рис. 3. Вывод лекала из пересечения

Рис. 4. Определение положения лекала в раскладке

1.2 Автоматический режим формирования раскладок лекал

Наличие автоматического режима раскладки лекал является свидетельством высокого профессионального уровня специалистов с разработчиков системы. Автоматическая раскладка сложна в ее программной и технической реализации. Ввиду сложности задачи и многовариантности возможных решений технически затруднительно обеспечение всех требований, предъявляемых к рациональным раскладкам. Поэтому автоматические раскладки ограничены определенными условиями и не гарантируют выполнения всех требований. Так, например, автоматическая раскладка во многих САПР не обеспечивает совмещения деталей с рисунком ткани, не предусматривает использования допустимых отклонений от долевой, кромки ткани, не позволяет изменять величину технологического зазора между деталями в раскладке.

Как правило, автоматическая раскладка менее экономична на 2…4 % по сравнению с диалоговой. Однако использование режима автоматической раскладки часто оказывается выгодным, так как он снижает затраты человеческого труда и обеспечивает рациональное применение производственного оборудования.

Перед выполнением автоматической раскладки система анализирует лекала, подлежащие раскладыванию. Прежде всего разделяет их на три группы в зависимости от площади:

- крупные (например, площадью более 0,5 м),

- средние (например, площадью от 0,2 до 0,5 м),

- мелкие (например, площадью менее 0,2 м).

При выполнении раскладки лекала будут уложены в порядке уменьшения площади: сначала крупные, затем средние и в последнюю очередь мелкие.

Кроме того, происходит автоматический анализ формы лекал. Система выделяет лекала, форма которых близка к прямоугольной. Такие лекала будут размещены по углам раскладки, и для них исключается поворот на 180°, как не эффективный. Анализ формы происходит на основе построения прямоугольника, описывающего контур лекала. Форму лекала принимают близкой к прямоугольной, если разница площадей лекала и описывающего прямоугольника не превышает 0,1 м .

Из общего числа лекал система выделяет лекала, ориентированные поперек раскладки. Выбор основан на соотношении длины и ширины описывающего прямоугольника. Лекала, ориентированные поперек раскладки, система укладывает в последнюю очередь.

Также автоматически будут выделены лекала с прямолинейными горизонтальными срезами. Выделение основано на анализе уравнений, описывающих линии контуров лекала. Например, при описании контуров сплайнами третьей степени горизонтальные участки контура имеют уравнение следующего вида:

X (t) = a0 + a1t + a2t + a3t

Y (t) = b0 = const

В зависимости от формы линий контуров система выделяет лекала:

- с нижним горизонтальным срезом;

- с верхним горизонтальным срезом;

- с верхним и нижним горизонтальными срезами.

В процессе формирования раскладки горизонтальные срезы будут расположены вдоль кромки ткани.

При проведении анализа система определяет степень идентичности формы срезов различных лекал. У лекал с близкой формой срезов коэффициенты уравнений, описывающих сравниваемые участки, примерно одинаковы.

Близкие по форме срезы лекал размещают в раскладке обращенными один к другому.

Перед выполнением раскладки система определяет ее предварительную длину Нр по уравнению

Нр = (Sл * 100) / Шр * (100-В0)

где Sл - суммарная площадь лекал,

Шр - ширина раскладки,

В₀ - отношение допустимой площади отходов Sо к площади

раскладки Sр, представленное соотношением

В0 = Sо *100/ Sр

Обычно автоматическая раскладка реализуется по определенному алгоритму, который соответствует правилам рационального размещения лекал в раскладке того или иного типа:

1. Система в первую очередь укладывает крупные детали прямоугольной формы, располагая их в углах раскладки.

2. Вторыми укладывает крупные и средние лекала с прямолинейными горизонтальными срезами, размещая их вдоль кромок.

3. Затем укладывает крупные и средние лекала, не имеющие горизонтальных срезов.

4. После этого размещает мелкие детали.

5. Последними укладывает детали, вытянутые по ширине раскладки.

Лекала любой группы укладываются в порядке уменьшения их площади.

Каждое очередное лекало сначала размещается в крайнем левом углу раскладки, и происходит проверка условия пересечения лекал. При выявлении пересечения лекало пошагово смещается вглубь раскладки с проверкой условия пересечения в каждой очередной позиции. Направление пошагового перемещения обусловлено правилами рационального размещения той или иной группы лекал. Пошаговое смещение происходит до момента выхода из пересечения.

Более наглядно суть автоматического размещения лекал можно показать на примере с мелкими деталями (рис. 4). Мелкие детали укладывают после размещения крупных и средних. Они должны располагаться в промежутках между крупными деталями. Каждую мелкую деталь укладывают в порядке уменьшения площади:

- сначала система устанавливает деталь в левом нижнем углу раскладки.

Для нее фиксирует минимально возможные координаты условного центра

X = Xmin , Y = Ymin

- проверяет условие пересечения лекала с ранее уложенными лекалами;

- если в первой позиции выявлено пересечение, то координата Y увеличивается на один шаг;

- снова проверяется условие пересечения;

- при наличии пересечения во второй позиции координата Y увеличивается еще на один шаг;

- увеличение координаты Y происходит до максимально возможного значения Y = Ymax

- так деталь пошагово перемещается по всей ширине раскладки;

- если в первом цикле пошаговых смещений по ширине не найдено положение, удовлетворяющее условию “непересечения”, то система смещает деталь в низ раскладки Y = Ymin

- происходит увеличение на один шаг координаты Х;

- при новом значении координаты X = Xmin + 1шаг деталь снова пошагово

смещается поперек раскладки.

Пошаговое смещение по длине и ширине раскладки происходит до тех пор, пока не будет найдена позиция, в которой отсутствует пересечение. Система запоминает значения координат Х и Y, соответствующие этой позиции.

Затем в детали происходит отклонение от долевого направления и поиск позиции, удовлетворяющей условию “непересечения”, повторяется. Поиск позиции снова начинается с левого нижнего угла раскладки. Отклонение от долевого направления осуществляется также пошагово в пределах допустимых значений.

Из всех найденных вариантов возможных положений лекала система выбирает тот, при котором координаты условного центра Х и Y имеют наименьшие значения, а лекало ближе всего расположено к началу координат раскладки. Это положение принято самым рациональным, и лекало размещается в найденном месте.

Быстрота действий электронной техники позволяет проводить пошаговое многовариантное “прощупывание” площади раскладки при размещении каждого очередного лекала за доли секунды.

1.3 Комбинированный режим формирования раскладки лекал

В последнее время стали отдавать предпочтение комбинированному режиму формирования раскладки лекал. Он совмещает в себе диалоговый и автоматический режимы. Крупные и средние лекала оператор размещает в диалоговом режиме, а мелкие детали система укладывает автоматически. При использовании автоматического размещения мелких лекал снижение трудозатрат при выполнении раскладки составляет 15 - 20% .

В некоторых САПР, например в САПР “Грация”, при формировании раскладки возможен неоднократный переход от диалогового режима к автоматическому и наоборот.

2. Информационное обеспечение САПР. Формы организации информационного процесса

Основой информационного обеспечения (ИО) САПР являются данные, которые используют проектировщики для выработки проектных решений. Совокупность данных, используемых всеми компонентами САПР, составляет ее информационный фонд. Данные могут быть представлены на различных носителях в виде тех или иных документов, содержащих справочные сведения о материалах, типовом оборудовании, типовых проектных решениях, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок.

Данные, которые являются результатом какого-либо одного процесса преобразования, могут являться исходными для другого процесса преобразования. Основным назначением ИО САПР является ведение информационного фонда, которое заключается в обеспечении создания, поддержки и организации доступа к данным. ИО САПР представляет собой, таким образом, совокупность информационного фонда и средств его ведения.

Вся разнообразная по содержанию информация, используемая в САПР, аккумулируется в базе данных (БД). Последняя создается на основе единой системы классификации, кодирования всей совокупности информации по форме, а также централизации БД для того, чтобы одними и теми же БД могли пользоваться и технологи конструкторы. Информацию, используемую, в САПР можно подразделить на декларативную (например, описание типовых элементарных поверхностей, элементов формы и деталей; типовых технологических процессов обработки указанных элементов или заготовки в целом) и процедурную (например, процедуры формирования технологических маршрутов сборки, механической обработки).

Декларативная информация может быть статистической или динамической. Статическая характеризуется редкими изменениями. Динамическая информация состоит из промежуточных и результирующих данных процесса проектирования. Динамическая информация переходит в статическую в случае, когда САПР запрограммирована на постоянное пополнение своей БД, за счет вновь встречающихся случаев проектирования (создание прецедентов). В БД в общем случае аккумулируются: директивная информация, представляющая собой задание на проектирование, стандарты, руководящие материалы и документы, стандарты предприятий; нормативная информация, представляющая собой классификаторы, правила кодирования и декодирования, методы расчета и конструирования, анализа и синтеза, моделирования, практические рекомендации эвристического характера, обобщающие опыт ручного проектирования и т.д.; фактографическая информация являющаяся неколичественными и количественными справочными, каталожными и паспортными данными, типовыми решениями, прототипами, аналогами и прецедентами.

Первоначальная форма информации может быть документальной (например, в виде "технологической карты обработки типовой детали"), иконографической (например, чертеж инструмента, приспособления) или фактографической (например, технологический диапазон параметров оборудования, взятый из его паспорта).

БД должна постоянно пополняться информацией на основе разработки систем классификации и кодирования. Это позволяет, например, эффективно использовать принципы групповой технологии сборки или обработки и избегать повторных разработок путем применения вместо них выполненных ранее разработок.

3. Построение базовой конструкции мужских брюк (методика в МУ 2121 каф. КШИ с. 21-29)

Размещено на Allbest.ru