Способ моделирования процесса составления карты раскроя листовых материалов

 

Изобретение относится к способам моделирования процесса составления карты раскроя материалов (металла, тканей, кожи, древесины и т.д.) и может быть использовано в машиностроении , текстильной промышленности, кожевенном производстве, деревообрабатывающей промышленности, а также в других отраслях народного хозяйтсва. Целью изобретения является максимальное заполнение площади листа раскроя шаблонами. Цель достигается тем, что плоские диэлектрические шаблоны, на границах которых закреплены одноименные электрические заряды, размешают на модели листа раскроя и фиксируют положения устойчивого равновесия, расстояния между контурами закончивших диссипативное движение шаблонов до достижения максимального заполнения ими плошади модели листа раскроя. 3 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) А1 (su 4 С 06 С 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 4070976/24-24 (22) 26.05.86 (46) 30.06.88. Бюл. 1(24 (7 1) Калининский государственный университет. (72) В.А.Масюков и А.В.Масюков (53) 681 . 333 (088. 8) (56) Ивановская В, П. и др. Применение ЭВМ при раскрое тканей. Киев:

Техника, 1974, Стаян Ю.Г., Гиль Н.И. Методы и алгоритмы размещения плоских геометрических обьектов. Киев: Наукова думка, 1976. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

СОСТАВЛЕНИЯ КАРТЫ РАСКРОЯ ЛИСТОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам моделирования процесса составления карты раскроя материалов (металла, тканей, кожи, древесины и т. д. ) и может быть использовано в машиностроении, текстильной промышленности, кожевенном производстве, деревообрабатывающей промьипленности, а также в других отраслях народного хозяйтсва.

Целью изобретения является максимальное заполнение плошади листа раскроя шаблонами. Цель достигается тем, что плоские диэлектрические шаблоны, на границах которых закреплены одноименные электрические заряды, размещают на модели листа раскроя и фиксируют положения устойчивого равновесия, расстояния между контурами закончивших диссипативное движение шаблонов до достижения максимального заполнения ими плошади модели листа раскроя, 3 ил.

1406612

М=й м (nil)

dt 1о 11, . 11 МР 1 — х, К; . (("-х ) +(у;.-у ) g (х -х ), 11 КЕ и 1Д О

v,=о (мч

-х1,,) +(y, -у„) 7 (y, -y<<), (2) <1 Е 1j (o+i)

-у ) +(у, -у ) J м

%=и м ((х.

,bo х -х ) (у.. -у ) — (у,. -у<, ) (х; -х )), (3) гдех;, иу;, r и - координаты этих

11 точек в системе декартовые коорди 40 наты (ось у вдоль листа раскроя центра масс i-ro шаблона;

45 х.. х10

У; У, cos

К1икт

+ вич при движении шаблонов преобладающую роль врашения (К < d i7 вК „) О, d расстояние между электрическитрическими зарядами;

Изобретение относится к способам моделирования процесса составления карты раскроя материалов (металла, тканей, кожи, древесины) и может быть использовано в машиностроении, текстильной промышленности, кожевенном производстве, деревообрабатывающей промышленности, а также в других отраслях народного хозяйства. l0

Целью изобретения является максимальное заполнение площади листа раскроя шаблонами.

На фиг. 1приведена схема реализации способа; на фиг. 2 и 3 — графическое изображение взаимного положения шаблонов.

Способ осуществляют следующим образом, Например, необходимо составить карту модели листа раскроя фиксиро50 (. + (. ) - декартовые коорio динаты точек (j = 1, N.) по периметру i-го шаблона, в кото55 рых закреплены элементы с элекванной ширины 1 для деталей сложной формы при обшем числе шаблонов N (некоторые могут быть одинаковы) так, чтобы разрезанию подвергалась минимальная по длине часть листа. Это соответствует задаче рационального использования плошади материала, Плоское диссипативное движение раэ— ложенных на модели листа раскроя шаблонов, как твердых диэлектрических тел произвольной конфигурации, под действием сил, возникаюших за счет расположения элементов, заряженных одноименными и одинаковой величины электрическими зарядами, жестко закрепленных в точках, равноотстоящих друг от друга по периметрам шаблонов и модели листа раскроя, описывается следуюшей системой уравнений (i

1, N): полярных координат с центром в центре масс шаблона и линией ориентации шаблона, определяемой углом Ы;ц и проходяшей через этот центр масс; — к о эффи цие нты, обеспечивающие

612

4 где F. — допустимое значение откло 1 нения параметрон х у. (о (о

c(; от положения устойчивого равновесия.

Величина E определяется в кон1 кретных технологических процессах, исходя из компромисса между экономией материала и длительностью процесса моделирования. Чем меньше Е

Э тем больше время, затрачиваемое на моделирование.

После достижения положения устойчивого равновесия (Z $ Е ) моделиру1 ется смещение границы листа раскроя как сбкращение ее начальной длины Y на величину: ((х,.-x ) +(y.-y ) )

25 т.е, действие сил обратно пропорцио" нально квадрату расстояния между соответствующими точками шаблонов. Уравнения (1,2) описывают движение центров масс шаблонон, а уравнение (3) - вра- З0 щение шаблонов относительно центров масс. Причем происходит вязкое" движение — в уравнения входят только перпервые произвольные по времени.

При дискретном характере моделирования движения шаблонов значения па35 раметров процесса на последующем ша-. ((),Ч) (g+t) (t)t tt) ге (х(;, у ... o(, ) определяются через значения этих параметров на предыдущем шаге (х (о, у ) о() (4 1о 1о 40 следующим образом: (5) 45

55 (7) 3 1406 ми зарядами по периметрам шаблонов и по границам модели листа);

5 п — коэффициент, подбираемый эмпирически (для рассматриваемого10 примера п 2);

М вЂ” число точек, в которых закреплены элементы с электрическими зарядами (М М .

1 для i-го шаблоМ для границы ленты). 1.

Уравнения (1-3) моделируют "отталкивание точек (х, yy ) и (x

te Ф d(. Фo э (yet)

-y. + О,)Ф (— y,,), о(= о(,, + 0,1J " (-- . ). (6) (gate (%)

9 (о

Достижение положения устойчивого равнонесия фиксируется по прекращению поступательного движения центров масс всех шаблонов и их вращения относительно этих центров:

10 = .(1. 1о - ° 1о (Qttl ()

И 1) (q,) Е, = min(Y- y,.) °

t4o 11

Величина Е соответствует смещению границы листа до соприкосновения с контуром ближайшего шаблона, Затем моделируют движение шаблонов в соответствии с уравнениями (1-6) до достижения нового положения устойчивого равновесия, определяемого условием (7), Совокупность операциИ моделирования смещения границы ленты (8), движения шаблонон (1-3), фиксирования положения устойчивого равновесия (7) последовательно повторяют до достижения установленной плотности размещения шаблонов:

Требуемое значение плотности размещения шаблонон ограничивается

11 tt сверху параметрами технологического процесса раскроя материала, как минимальная допустимая величина, а также снизу" условием F. о", т.е. достижимое значение плотности размещения шаблонов не может быть меньше расстояния между электрическими зарядами (это "ошибка метода").

На основе уравнения (1-9) построен предлагаемый способ.

На вход модели листа 1 раскроя и модели устройства 2 управления подается входной сигнал Z о,,определяющий исходное размещение шаблонов на листе раскроя для модели 1 и исходные данные для составления системы уравнений (1-6) н модели 2. Иэ модели 2 в модель 1 поступает управ5 14 ляющий сигнал U, по которому проис- ходит изменение положения шаблонов, т.е. карты раскроя, в соответствии с уравнениями (3-6) . С ныхода модели 1 на вход модели 2 поступает сигнал Z, определяющий новое размещение шаблонон, что используется в модели 2 для расчета величин Z o u Z в соответствии с выражениями (7) и (9) ° Пока

Z ) Е и Z o 7 E на вход модели 1 . последовательно подается управляющий сигнал U При Z ) E, и Z;, (E, наступает положение устойчивого равновесия, Положение устойчивого равновесия шаблонов будет достигнуто тогда, когда энергия взаимодействия, зависящая от расстояния между шаблонами, минимальна, т.е. расстояние между обращенными друг к другу границами ближайших шаблонов меняется плавно, а это значит, что "выпуклости стремятся к вогнутостям . Так, положение шаблонов 1 и 2 на фиг. 2 перейдет и положение, показанное на фиг. 3 при фиксированных центрах масс 3 и 4, обозначенных звездочками.

Затем на нход модели 1 вместо сигнала U, подается сигнал U<, по которому моделируется смещение границы листа раскроя на величину Е, определяемую по (8) . Далее процесс повторяется до одновременного выполнения условий 7. о -4 F. 0 и 7. I o

Тогда на вход модели 1 подается управляющий сигнал Пэ, по которому с

0661? 6 выхода модели 1 подается сигнал, определяющий результирующее размещение шаблонов на модели листа раскроя.

Формула изобретения

Способ моделирования процесса составления карты раскроя листовых материалов, основанный на размещении

I плоских шаблонов выкраиваемых деталей н границах модели листа раскроя, отличающийся тем, что, с целью получения максимального заполнения плошади листа раскроя шаблонами, размещенные в границах листа раскроя плоские шаблоны ныполняют из диэлектрического материала, закрепляют по периметрам шаблонов на подвижных границах модели листа раскроя элементы, заряженные одноименными электрическими зарядами, размещают изготовленные шаблоны на неподвижной поверхности модели листа

25 раскроя, фиксируют положения устойчивого равновесия и расстояния между контурами шаблонов после завершения или свободного диссипатинного движения на модели листа раскроя под действием электрических зарядов, смещают границы листа раскроя до соприкосновения их с контуром ближайшего шаблона и после достижения шаблонами устойчивого равновесия многократно повторяют процесс смещения границ листа раскроя и фиксации положений устойчивого равновесия расстояний между контурами закончивших диссипативное движение шаблонов до достижения максимального заполнения ими

40 плошади модели листа раскроя.

l 40661 2

Фиг. 2

Составитель А. Маслов Редактор Э. Слнган Техред JI.Ñåðäþêoâà Корректор Э. Лончакова

Заказ 3195/45

Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4