ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ В САПР ЛЕКАЛ И РАСКЛАДОК

Порядок выполнения работ в САПР лекал и раскладок различных про­изводителей в целом однотипен, хотя имеет некоторые незначительные отличия. Работы по подготовке раскроя, охватываемые САПР, ведутся в такой последовательности: конструирование лекал на базовый размеро-рост; подготовка лекал к вводу в ЭВМ; ввод лекал в ЭВМ; создание моде­лей; создание заданий на раскладки; зарисовка раскладок; вырезание ле­кал; создание управляющих программ для автоматизированного раскроя. Рассмотрим сущность перечисленных работ и применяемое оборудование.

Конструирование лекал. Конструирование лекал может выполняться конструктором традиционным ручным способом либо с использованием ЭВМ. При конструировании лекала на ЭВМ его можно построить «с ну­ля» или взяв за основу лекало из базы данных.

В первом случае лекало строится средствами графического редактора по какой-либо методике конструирования, во втором - используется спе­циальная программа, позволяющая создавать новые детали путем моди­фикации ранее разработанных и занесенных в файл лекал. Эта модифика-

ция осуществляется путем изменения следующих параметров: координат точек, описывающих деталь; размеров детали; кривых, соединяющих ко­ординатные точки детали, а также за счет исключения отдельных участ­ков в контурах детали и т. п.

Работа указанной программы состоит в нахождении исходной детали в файле, ее изменении и занесении новой детали в файл.

Для хранения в файле и извлечения оттуда всем созданным деталям присваивается идентификационный код, для чего используется специаль­ная система кодирования.

Подготовка лекал к вводу в ЭВМ. Для осуществления ввода лекал в ЭВМ необходимо соответствующим образом их подготовить. Сущность данного процесса состоит в следующем.

На чертеже каждого лекала детали базового размеророста в натураль­ную величину указывают всю необходимую информацию, которую мож­но подразделить на две группы.

Первая группа - графическая информация, включающая положение конструктивных и промежуточных точек, форму контура детали, положе­ние надсечек, меток и т. п.

Вторая группа - алфавитно-цифровая информация (идентификационный код, наименование детали, размеророст и т. д.).

Для автоматической градации лекал подготавливаются данные о пере­мещении точек (схемы градации).

Подробно правила задания всех элементов информации обеих групп рассматриваются в учебном пособии: Голубкова В. 77 Автоматиза­ция технологической подготовки швейного производства. - Витебск:

ВГТУ,1996.

Ввод лекал в ЭВМ. При вводе лекал в ЭВМ решаются три взаимосвя­занные задачи:

1) ввод и редактирование геометрии лекала;

2) задание правил градации точек лекала (норм приращения);

3) запись лекал после градации в базу данных.

Ввод лекал в ЭВМ выполняет оператор с помощью различных преоб­разователей графической информации. К ним относятся координатно-считывающие устройства, работающие в полуавтоматическом или авто­матическом режиме, а также сканирующие устройства.

Наиболее часто в САПР используются полуавтоматические считы­вающие устройства (дигитайзеры) (рис. 2.8) Они представляют собой электронный планшет (стол) / на стандартной подставке от чертежного кульмана. Дигитайзеры оснащены оптическим считывателем (курсо­ром) 2, имеющим 4 или 16 кнопок, а также схемой управления и передачи данных в ЭВМ 4. Под верхним покрытием стола расположена координат­ная сетка, обеспечивающая высокую точность измерения координат точек лекала.

 

56

Рис. 2.8. Дигитайзер

Конструктор располагает лекало 3 на поверхности стола и прикреп­ляет его липкой лентой. Ввод коор­динат точек лекала производится путем установки перекрытия опти­ческого считывателя в нужную точку и нажатия соответствующей кнопки на считывателе 4. При этом одна кнопка используется для вво­да начальных точек отрезков лека­ла; вторая - для конечных точек; тре­тья - для ввода кривых линий; чет­вертая кнопка вместе с меню выбо­ра режимов применяется для ввода различной алфавитно-цифровой информации о лекале.

Остальные кнопки оптического считывателя (если их больше четырех) носят вспомогательный характер и предназначены для ввода надсечек, меток, норм приращений для градации лекал и т. п. При использовании четырехкнопочных курсоров вся информация может быть введена с по­мощью четырех кнопок.

Автоматическое считывающее устройство состоит из двухкоординат-ного механизма, фотодатчика и системы управления считыванием. Ось лекала совпадает с осью абсцисс стола. С помощью ключей управления оператор совмещает оптическую ось фотодатчика системы считывания с базовой точкой лекала (с точкой начала считывания) и переводит систему в режим слежения за контуром. Система перемещает фотодатчик вдоль контура, передавая в ЭВМ информацию о его траектории в виде коорди­нат. В процессе считывания осуществляется аппроксимация контура от­резками прямых.

Сканирующее устройство является наиболее эффективным для ввода лекал в ЭВМ. Оно используется, например, в системе фирмы Gybrid (Анг­лия). Устройство имеет стол, работающий по принципу построчного про­слеживания его плоскости. Лекала укладываются на стол, крышка закры­вается. По команде происходит считывание всех помещенных на стол ле­кал. Одновременно на площади стола может разместиться до 15 лекал в зависимости от их размера. Сканирующие устройства редко используются в составе САПР из-за их высокой стоимости.

Введенные лекала отображаются на экране дисплея, визуально прове­ряются и при необходимости вносятся коррективы. Чтобы обезопасить

производство от использования лекал с ошибками, допущенными при их вводе в ЭВМ, рекомендуется проводить вычерчивание лекал в натураль­ную величину. Это позволяет практически проверить правильность как ввода (или построения) лекал, так и их градации.

В некоторых САПР предусматривается проверка стыковки деталей по срезам для всех размероростов, коррекция контуров лекал и т. п. в интер­активном режиме. Это позволяет сократить время подготовки моделей к запуску в производство, уменьшить расход бумаги и загрузку графопо­строителя, так как в данном случае на него выводится только окончатель­ный вариант модели.

Создание моделей. Для удобства работы в системе обычно предусмат­ривается этап «Создание моделей», являющийся вспомогательным. В не­которых САПР этот этап не выделяется, а реализуемые в нем функции от­носятся к вводу лекал.

Под созданием моделей понимается объединение деталей изделия, раскраиваемых из одной ткани, по признаку их принадлежности к одной модели. По каждой детали одной модели задаются следующие параметры, которые используются при выполнении раскладки лекал:

■ максимальный угол (или процент) поворота детали относительно
долевой линии (т.е. допускаемое отклонение нитей основы от номи­
нального расположения);

■ количество копий данной детали;

■ признак парности детали (каждая вторая копия детали отображается
перевернутой по осилили У);

■ признак отступа детали по определенному срезу от других на до­
полнительное расстояние;

■ надписи на деталях, которые необходимы при выводе лекал и рас­
кладки на графопостроитель.

Модель или отдельные ее части можно визуально проверить на экране дисплея.

Создание задания на раскладку. На данном этапе устанавливаются ус­ловия проектирования раскладки: размеророста, включаемые в раскладку; количество лекал по каждому размероросту, подлежащих раскладке; кон­трольное значение длины раскладки; параметры материала и настила. Рассмотрим коротко параметры материала и настила и связанные с ними правила раскладки.

К параметрам материала раскладки относятся:

■ ширина материала и его кромки, определяющая ширину рамки рас­
кладки;

■ наличие ворса (автоматически запрещается свобода поворота лекал
в раскладке);

■ наличие рисунка, требующего подгонки деталей;

■ способ укладывания полотен в настиле;

■ наличие секций в настиле.

58

Рисунок материала обусловливает необходимость дополнительного ограничения при выполнении раскладки: некоторые лекала должны укла­дываться только с учетом совмещения их с рисунком. Правила совмеще­ния в разных САПР могут быть различными. Так, при использовании тка­ней с регулярным рисунком в полоску или клетку при вводе лекала зада­ется точка совмещения с рисунком, которая в раскладке должна лежать на полоске или в точке пересечения линий, образующих клетку.

Способ укладывания полотен в настиле используется для автоматиче­ского определения условий некоторых действий системы как при подго­товке лекал к раскладке, так и в самом процессе раскладки. Он может определять правила обработки парных лекал при их подготовке к рас­кладке. Например, для настила «лицом вниз» парное лекало является зер­кальным отображением исходного лекала, а для настила «лицом к лицу» -копией исходного лекала.

Наличие секций в настиле устанавливает, что лекала не должны пере­секать линии стыка секций.

Контрольная длина раскладки определяется как предварительная нор­ма на длину раскладки с учетом достигнутого (или нормативного) про­цента межлекальных выпадов.

После составления задания на раскладку производится подготовка ле­кал, т. е. автоматическое формирование необходимых комплектов лекал в соответствии с параметрами, указанными на данном и предыдущем этапе («Создание моделей»). Подготовленные комплекты лекал отображаются на экране дисплея.

Проектирование раскладок лекал. Процесс раскладки может осущест­вляться в автоматическом и интерактивном режимах.

Подходы к решению задачи автоматической раскладки могут принци­пиально отличаться друг от друга, но все они имеют общий недостаток -наличие существенных ограничений. В итоге раскладка, полученная в ав­томатическом режиме, имеет больший процент межлекальных отходов по сравнению с раскладкой, выполненной в интерактивном режиме. Но са­мое главное заключается в том, что автоматический режим не позво­ляет учитывать большое разнообразие технологических приемов и требо­ваний, которые необходимо выполнять для получения качественной раскладки. В первую очередь это относится к раскладкам на тканях с ри­сунком.

В связи с этим разработка автоматического режима раскладки более интересна с научной, нежели с практической точки зрения. Это объясня­ется прежде всего сложностью самой задачи, поэтому при ее успешном решении разработчик демонстрирует высокий уровень теоретической подготовки своих специалистов.

При выполнении раскладки в интерактивном режиме экран содержит рабочую зону и зону раскладки. В рабочей зоне располагаются необходи­мые комплекты лекал. Зона раскладки выделяется линиями и соответству-

ет рамке раскладки в определенном масштабе. Как правило, на экране отображается только часть длины раскладки. Чтобы обеспечить доступ к любой ее части, предусмотрены команды «подмотки» раскладки вправо и влево. Во многих САПР обеспечена возможность установки в зоне рас­кладки разных масштабов отображения (увеличение части настила, показ всей раскладки и т. д.).

Процесс раскладки заключается в переносе лекал рабочей зоны в зону раскладки, имитирующую настил. Последовательность укладывания ле­кал, нахождение рационального места для каждого лекала являются твор­ческими задачами, которые лучше всего решает человек. При этом он мо­жет отслеживать те требования технологии, которые невозможно учесть при решении задачи в автоматическом режиме.

Программное обеспечение диалоговой раскладки позволяет оператору осуществлять автоматический контроль за своими действиями в соответ­ствии с заданными правилами и способствует избавлению его от отни­мающих время ручных операций.

При укладывании лекал в рабочей зоне, как правило, используются режимы «выталкивания», «бросания» лекал или их комбинации.

Режим «выталкивания» заключается в следующем: лекало размещает­ся в свободном месте зоны раскладки так, чтобы немного перекрыть ле­жащие рядом лекала. Программой автоматически корректируется его по­ложение с учетом непересечения с контурами ранее уложенных лекал и соблюдения заданного зазора между ними. Режим «бросания» реализуется так: для лекала, размещенного на свободном месте в зоне раскладки, ука­зывается направление «бросания». Программа работает таким образом, что при движении лекала в указанном направлении автоматически опре­деляется место, в котором оно касается (с учетом заданного зазора) дру­гих лекал.

Управление режимами осуществляется обычно с помощью манипуля­тора типа мышь без активизации каких-либо команд, и этих режимов уже достаточно, чтобы получить удовлетворительную раскладку. Тем не ме­нее в системах имеются десятки дополнительных функций, которые по­зволяют поворачивать и разделять лекала, изменять их контур для даль­нейшей ручной подгонки по рисунку ткани при раскрое, устанавливать порядок их раскроя автоматизированной раскройной установкой и т. д.

Именно развитие и совершенствование этих функциональных возмож­ностей определяют качество подсистемы раскладки.

Развиваются и возможности программы автоматически отслеживать ограничения, установленные при вводе лекал и в задании на раскладку. К таким ограничениям относятся: отслеживание направления долевой ли­нии и ворса, контроль зазора между лекалами, допускаемого отклонения от долевой линии при повороте лекала, совмещение с рисунком ткани и др.

Таким образом, оператору во время выполнения раскладки приходится иметь дело с большим объемом информации, отражаемой на экране мони-

 

60

тора. В связи с этим оформление экрана имеет важное значение для поль­зователя подсистемы раскладки, так как оно определяет наглядность и удобство расположения информации.

Зарисовка раскладок лекал. Существуют два варианта использования результатов работы САПР подготовки раскроя:

1) вычерчивание раскладок лекал в натуральную величину на бумаге и
использование их в качестве обмелок;

2) раскрой настилов с помощью автоматизированной раскройной
установки (АРУ) без нанесения контуров лекал на настил (без вычерчива­
ния раскладок).

Первый вариант - использование раскладки, вычерченной на бумаге, -является наиболее распространенным, так как обеспечивает достаточно высокую эффективность производства при небольших затратах.

Зарисовка раскладок лекал в натуральную величину, а также вычерчи­вание лекал при проверке их геометрии после ввода или градации произ­водится автоматически на графопостроителе (плоттере).

В условиях использования САПР в комплексе с АРУ необходимо по­лучать зарисовки раскладок лекал в уменьшенном масштабе («миниатюр­ки»), которые используются для контроля процесса раскроя и последую­щей разборки деталей кроя. Для этих целей могут быть использованы на­стольные миниплоттеры либо принтеры.

Вырезание лекал. Для вырезания лекал могут использоваться планшет­ные плоттеры, дополнительно снабженные головкой с фрезой. Существу­ют также специальные плоттеры, предназначенные для вырезания лекал из электротехнического картона. Возможна работа как с листовым, так и с рулонным картоном. Разрезание картона осуществляется ножом или ла­зерным лучом.

Создание управляющих программ для автоматизированного раскроя. При использовании на предприятии оборудования для автоматизирован­ного раскроя материалов раскладки лекал на графопостроителе не вычер­чиваются. Выполнение раскладок лекал на ЭВМ сопровождается создани­ем управляющих программ для АРУ. Разработка таких программ может осуществляться без оптимизации или с оптимизацией маршрута резания настила.

В САПР отечественного производства, как правило, после завершения раскладки лекал проектировщик указывает порядок выкраивания деталей на АРУ. Для этого в меню имеется специальный режим. Именно это место -стыковка с АРУ - длительное время было наиболее слабым звеном в ли­цензионной САПР, разработанной на ЭМЗ им. Мясищева (г. Жуковский). Зачастую при раскрое настила происходило накладывание деталей, а сле­довательно, порча кроя. В связи с этим был введен автоматический кон­троль за корректностью раскладки при раскраивании настила. Суть кон­троля заключается в автоматической проверке непересечения контуров

62

 

деталей в раскладке, что позволяет избежать ошибок в процессе раскроя материалов.

Формирование таким путем порядка выкраивания деталей из настила производится на основе опыта и накопленных знаний проектировщика. Процесс носит субъективный характер, и далеко не всегда обеспечивается оптимальный маршрут раскроя настила.

В связи с этим в большинстве САПР производства западных фирм создание управляющих программ осуществляется в ином режиме. Для этих целей устанавливается специальное рабочее место. Сначала с уча­стием проектировщика формируется множество маршрутов резания на­стила, отличающихся как начальной точкой маршрута, так и очередно­стью выкраивания деталей. Затем производится анализ различных мар­шрутов раскроя и выбор из них оптимального. Одновременно предусмат­ривается также измельчение межлекальных отходов для удобства их уда­ления из зоны раскроя.