содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСКРОЙ ОБУВНЫХ МАТЕРИАЛОВ - ЧАСТЬ 3

Радиусографический метод можно применять при графическом, графоаналитическом и чисто аналитическом вариантах описания контура деталей. По этому методу деталь вписывают в систему координат. Подбирая дуги окружности определенного радиуса и прямые линии, описывают контур деталей. В ЭВМ вводят координаты точек сопряжения дуг окружностей и отрезков прямых, центры радиусов дуг окружностей и сами радиусы относительно осей координат. Метод трудоемок, требует применения ручного труда, хотя и обладает достаточной точностью.

При аппроксимации простейшими геометрическими элементами деталь последовательно покрывают вписанными окружностями разных радиусов. Составляют таблицу, в которую записывают радиус и координаты центров окружностей относительно осей координат. Эти данные вводят в ЭВМ. Метод менее трудоемок, чем радиусографический, но нерационален для деталей, имеющих прямолинейный контур и угловые точки, обладает сравнительно невысокой степенью точности.

Сущность координатно-трапецеидального метода состоит в том, что деталь, вписанная в систему прямоуголь-ных координат, покрывается семейством параллельных линий (векторами сечений) с постоянным расстоянием между ними. Эти линии должны быть параллельны одной из осей координат. Чтобы избежать неопределенности при числовом задании контура, каждый вектор сечения должен пересекать контур детали не более чем в двух точках. Исходя из этого условия для выпуклых фигур (эллипсов, кругов, выпуклых многоугольников и т. п.) направление векторов сечений может быть любым. Информация о контуре в виде координат передается в память ЭВМ.

Метод обладает свойством воспроизводимости, т. е. цифровая информация о фигуре может быть преобразована в графическую.

В обувной промышленности этот метод применим для значительного числа деталей, так как почти всегда можно выбрать такое направление векторов, чтобы они пересекали контур детали только в двух точках. Однако для таких деталей, как круговая союзка туфель-лодочек, этот метод неприменим.

При аппроксимации полиномами функция Y = / (X) заменяется интерполяционным многочленом Рп (X), который рассматривается как приближенное аналитическое выражение для функции f (X).

Степень многочлена определяется сложностью аппроксимируемой зависимости. Функциональные зависимости, описывающие контуры реальных объектов, обычно имеют вид плавных линий; они с достаточной точностью аппроксимируются многочленами второго порядка. При параболической интерполяции с помощью многочлена Лагранжа остаются неконтролируемыми интервалы между узловыми точками.
 

Точечно-рецепторный метод состоит в описании контура детали с помощью прямоугольной сетки, в которой каждый рецептор (квадрат), перекрытый контуром детали, обозначается 1, все остальные — 0. Двузначная информация (входная) вводится в память ЭВМ. Для получения входной информации не требуется специальных математических знаний. Несмотря на доступность и про-стоту кодирования, метод в значительной степени субъективен и отличается большим объемом информации.

В последнее время для математического описания сложных плоских кривых широко используют сплайны. Физически сплайн представляет собой тонкую металлическую или деревянную линейку, способную изгибаться так, чтобы проходить через заданные точки. Кривая, описанная сплайном, минимизирует энергию его внутренних напряжений. Математическое описание сплайна является кусочным полиномом степени k с непрерывными производными порядка k — 1.

Наиболее распространены кубические сплайны, которые имеют непрерывность второго порядка в местах соединений.

Матрица системы уравнений, содержащей параметры сплайна, является трехдиагональной с доминирующей главной диагональю, при решении которой можно использовать эффективные алгоритмы расчета.

Для описания сложных контуров деталей обуви могут быть использованы параметрические сплайны.

При параметрическом задании кривой возможно образование петель, избежать которых можно путем введения коэффициента натяжения — весовой функции.

Контуры деталей обуви могут быть описаны сплайном с натяжением с достаточной степенью точности.

Приведенные сплайны имеют некоторое ограничение в использовании, которое выражается в повторном вычислении сплайна при локальных изменениях. Чтобы этого избежать, используют В-сплайны.

Наибольший интерес с точки зрения проектирования деталей обуви представляет В-сплайн-кривая четвертого порядка, являющаяся кубическим сплайном. Увеличение порядка спрямляет кривую, а при уменьшении генерируемая кривая приближается к заданному многоугольнику.

В частности, при k = 2 кривая является последовательностью прямых линий, соединяющих вершины заданного многоугольника.

При аппроксимации графически или таблично заданной информации принимают за основу один из критериев, позволяющих оценить положение аппроксимирующей функции по отношению к реальной кривой.

Критерии степени точности приближения аппроксимирующей кривой к реальной:

Наиболее полную оценку приближения дает среднеквадратичная о.

При аппроксимации контура задается некоторая малая положительная величина е, которая определяет допустимые отклонения аппроксимирующей функции от экспериментальных данных. Ее выбирают на основе теоретических и профессиональных сведений с учетом технологических и других требований.

Условия | б |<= е  и   | q | <= е позволяют задаться величинами б и о, и при аппроксимации поиск формул происходит до тех пор, пока не будет найдена требуемая точность.

Шаблоны деталей, подлежащих раскрою, оцифровываются специальным устройством (дигитализатором), а данные в виде координат точек поступают в ЭВМ и выводятся на экран дисплея как интерполированные контуры деталей. Интерполяция осуществляется одним из рассмотренных методов. Далее по специальной программе, использующей, например, методы линейного программирования, осуществляется оптимальная раскладка шаблонов на материале в автоматическом режиме с выводом на экран дисплея. Раскладку можно проводить на экране дисплея и в интерактивном режиме. Созданная на экране раскладка преобразуется компьютером в программу раскроя (вырубания) и передается в запоминающее устройство программ раскроя (вырубания).

В современную автоматизированную систему для создания раскладки и программ раскроя входят:

персональный профессиональный компьютер с хард-Диском, флоппи-диском, клавиатурой и кассетным механизмом;

экран для воспроизведения графических изображений; цифровой преобразователь (дигитализатор); матричное печатающее устройство, или графопостроитель (плоттер);

устройство сопряжения для подключения нескольких вырубных автоматов.

Для раскроя (вырубания) деталей из натуральной, искусственной или синтетической кожи используется вырубной автомат 2071А фирмы «Шен» (ФРГ) несущей портальной конструкции прерывистого действия, имеющий передвижную каретку и револьверную шестипозиционную головку. Электронное управление микропроцессор осуществляет движением каретки, нажимной плиты, револьверной головки и транспортирующего устройства. Наибольший эффект получается при раскрое настилов рулонных материалов.

Технические данные вырубного автомата 2071А

Текстильные материалы можно раскраивать в настилах ленточными ножами. Для этих целей используют, например, систему автоматического раскроя «Инвескут» фирмы «Инвестроника» (Испания).

Система состоит из раскройной головки с режущим ножом, несущей портальной конструкции, раскройного стола, шкафа управления с контроллером.

На портальной конструкции смонтированы приводы для перемещения раскройной головки в продольном и поперечном направлении. На одной из стоек нормальной конструкции установлен микротерминал управления и связи с контроллером.

Механизм автоматической заточки позволяет затачивать инструмент и определять период между заточками. Эти данные корректируются с пульта управления с учетом условий работы и качества материала.

Раскройный стол имеет модульную конструкцию. Стандартная длина модуля равна 2,6 м, полезная ширина различная: 1,1; 1,6; 1,8; 1,55 и 2,35 м.

Поверхность раскройного стола составлена из плит размером 300x300 мм. Плиты имеют покрытие из найлона и приклеиваются к основанию стола.

На экране терминала отображаются параметры раскроя, указания о степени износа режущего ножа, допущенные погрешности в работе оборудования. Контроллер преобразовывает команды высокого уровня в команды управления электродвигателями и инструментом, контролирует правильность функционирования системы, осуществляет связь системы с оператором через терминал.

Контроллер состоит из следующих основных блоков: пульта управления, блока логического устройства, вспомогательных источников логического устройства, блока, источника мощности.

Система раскраивает настилы высотой до 75 мм и обеспечивает экономию материалов до 5 %.

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..