Автоматический режим формирования раскладок лекал

Наличие автоматического режима раскладки лекал является свидетельством высокого профессионального уровня специалистов ñ 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.