Способы описания и представления в ЭВМ контуров деталей изделий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕРЕРАЦИИ

Новосибирский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский государственный университет дизайна и технологии»

Кафедра АиВТ

РЕФЕРАТ

на тему

«Способы описания и представления в ЭВМ

контуров деталей изделий»

Дисциплина: САПР в легкой промышленности

Исполнитель: студентка гр. О-71                               Прасулова Т.Е.

Проверил:                                                                     Степанов Б.Ф.

Новосибирск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….…….….  3             

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ В 2D-СИСТЕМАХ……………....  4

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ В 3D-СИСТЕМАХ ……….…..…  8

ВЫВОДЫ………………………………………………………………………….  13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………......  14

ВВЕДЕНИЕ

Современная концепция «Изделие по индивидуальному заказу» открывает широкие возможности освоения рыночных потенциалов производства, так как учитывается запросы и потребителя и рынка. Реализация данного подхода связана с основными компонентами интегрированной технологической цепочки: маркетинговые исследования; трехкоординатные обмеры для построения колодки; дизайн и проектирование конструкции изделия; изготовление изделия. Важным этапом приведенной интегрированной цепочки является «Дизайн и проектирование конструкции», так как именно на этом этапе формируется выбор потребителя в пользу изделия или отказ от него.

Современные высокие компьютерные технологии легли в основу разработок систем автоматизированного проектирования обуви. Мировой рынок предлагает более 200 подобных систем. Практика российских предприятий показала неэкономичность пути приобретения готовых зарубежных САПР, так как сложен период адаптации систем к российским стандартам, а внесение корректировок связано с большими дополнительными затратам. Традиционно такие системы САПРО решают задачи по определенным цепочкам: «стопа – колодка – техоснастка»; «колодка – развертка – детали конструкции»; «развертка – детали – графическая база деталей». Каждая из цепочек может существовать автономно или быть включенной в интегрированную САПР предприятия. Первым же этапом в этой системе всегда будет разработка концепций будущего изделия.

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ В 2D-СИСТЕМАХ

Разработка 2D и 3D эскизных проектов автоматизированным способом имеет различное техническое исполнение, поэтому реализация этапа автоматизированного проектирования в 2D и 3D системах будет также различна. Плоские эскизы служат информационной иллюстрацией для определения конструктивно-технологической характеристики изделия, на основе которой должен выполняться поиск соответствующей конструкции изделия. ЗD-эскизы, напротив, сами являются графической основой для получения шаблонов деталей. Рассмотрим подробнее такой подход к автоматизированному проектированию обуви.

Обеспечение удобства выполнения графических работ на этапе конструкторско-технологической подготовки производства связано с индивидуальными навыками проектировщиков. Поэтому автоматизация дизайнерских и графических работ должна быть очень гибкой, а, следовательно, обеспечивать многовариантность путей выполнения конструкторских разработок. В связи с этим, этап конструкторской подготовки кроме иллюстративных баз моделей должен включать и базы конструкторских данных, особенно при использовании каталогов 2D- эскизов, не дающих возможности получать шаблоны деталей в натуральную величину.

При моделировании и конструировании деталей обуви основой являются параметры обувной колодки. В данном случае колодка представляет собой "ядро" системы проектирования обуви. Условно можно сказать, что все детали "наращиваются" на это "ядро", которое при традиционном двухмерном проектировании заменяется плоским шаблоном развёртки боковой поверхности колодки (УРК).

Конструкторская информация чаще всего представляется графическими базами данных (ГБД). Анализ систем, применяемых при проектировании обуви и опыт проектирования позволил выделить следующие основы ГБД:

– сборочный чертеж;

– модули "деталь";

– модули "контурная линия".

Так, в первом варианте выделяются типичные для предприятий конструкции. Это позволяет экономить ресурсы компьютера. Если ассортимент предприятия не велик, он может быть полностью внесён в ГБД в виде сборочных чертежей, включающих наружные, внутренние и промежуточные детали.

Во втором варианте модулем является отдельная деталь (союзка, берец и т.д.). Такой подход даёт возможность на базе типовых конструкций разрабатывать новые варианты моделей из модулей, имеющихся в базе. Разнообразие моделей может быть достигнуто как путем применения контуров основных деталей, так и за счёт вспомогательных элементов (накладок, вставок, ремешков и т.д.).

В третьем варианте модели представлены конструктивными линиями (линия пяточного узла, линия затяжной кромки, линия верхнего канта и др.). При формировании ГБД дополнительным графическим элементом является контур условной развёртки боковой поверхности колодки, на которую последовательно "надевают" модули конструктивных линий. Каждый модуль хранит несколько вариантов линий, зависящих от вида и типа конструкции. Зная особенности проектирования отдельных узлов, можно применять эффективные конструктивные решения, создавая модели различной степени сложности. Визуально такие ГБД могут быть представлены с помощью графических меню, на которых, в одном случае, вместо сборочного чертежа на слайде изображена деталь (вариант 2), а в другом – "контурная линия" (вариант 3).

Следует отметить, что в базу данных должны вноситься конструкции деталей, имеющие оптимальные показатели материалоёмкости и трудоёмкости. База таких деталей выступает как критерий оптимальных показателей, к которым должен стремиться модельер при разработке новой конструкции, в том случае, если он не планирует сохранить первоначальную форму деталей.

Рассмотренные подходы позволяют создать большое разнообразие моделей за счёт перебора вариантов конструктивных решений. Если построенная модель не устраивает модельера-конструктора по каким-либо параметрам, то она достаточно легко может быть откорректирована.

Каждый из предложенных подходов к формированию ГБД имеет свои достоинства и недостатки, поэтому конечный выбор остаётся за пользователем. Но общим достоинством для всех вариантов является, безусловно, сокращение сроков конструкторской подготовки производства и повышение её качества.

Определившись с исходными графическими данными и программным обеспечением, разрабатывают методику формирования ГБД. Известно, что человек воспринимает графическую информацию визуально легче и быстрее, чем текстовую. Графические меню делают общение с базой данных более наглядным. Если его дополнительно сопровождают падающие (текстовые) меню, то поиск и выбор команд и их опций ещё более облегчается. Пример графического меню представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Пример графического меню

Вносить чертежи конструкций в базу данных можно путём вычерчивания их на экране или при помощи устройств ввода графической информации: дигитайзеров и сканеров. Более производительным копированием чертежа является сканирование. Высокая точность сканирования обеспечивается при использовании аппарата с разрешающей способностью не менее 600dpi. Такое разрешение необходимо для дальнейшей обработки изображений в графическом редакторе, так как в САПР принято работать с векторными чертежами, поскольку только в этом случае их можно модифицировать при необходимости и выводить на любой тип плоттеров.

Ввод графической информации возможен также и с помощью дигитайзера, когда графический примитивы чертежа задаются координатами характерных точек, выделенных указателем. В этом случае не требуются значительные машинные ресурсы, но он более длителен.

Формирование графических изображений в виде ГБД удобно при использовании механизма создания соответствующих слоев. Такую возможность представляет ряд графических систем, и в частности AutoCAD.

При создании нового слоя необходимо присвоить ему имя, по которому он будет отличаться от других. Имя может состоять из букв, цифр и некоторых специальных знаков, в любых сочетаниях, общей длиной не более 31 знака. В качестве имени слоя можно использовать следующие наименования, например, ПОЛУБОТИНОК, ПОДКЛАДКА и т.п. Имена существующих в рисунке слоев хранятся в специальном списке.

При создании нового слоя ему автоматически присваивается цвет (белый) и CONTINUOS (непрерывный) тип линии. Эти свойства являются логическими значениями всех примитивов, принадлежащих данному слою. Так, например, если слою ПОДКЛАДКА назначен красный цвет, то красным цветом будут отрисовываться все примитивы, которые имеют логический цвет ПО СЛОЮ.

Примитивы с постоянным, конкретным цветом (голубой, белый и т.п.) отрисовываются заданным цветом, игнорируя цвет слоя (всё сказанное в равной степени относится и к типам линий примитивов).

Каждый слой может быть включён или выключен. Но только объекты, принадлежащие включённому, незамороженному слою, видимы на экране.

Отключение слоя делает их недоступными для команд, в которых необходим выбор объектов. Это удобное средство создания и редактирования чертежа.

Объём вносимой информации определяется конструктором и связан с особенностями производства, техническими возможностями компьютерной техники и программного обеспечения.

Графические изображения объектов могут быть представлены в виде слайдов для облегчения работы конструктора при поиске чертежа. Использование системы кодирования в данном случае малоэффективно из-за малой наглядности такого способа представления информации. Каждый слайд связан с соответствующим чертежом конструкции обуви.

Если говорить, например, о системе AutoCAD, то в ней предусмотрена возможность создания библиотек слайдов.

Библиотека слайдов представляет собой файл, имеющий расширение SLB и созданный с помощью программы SL1DELIB из набора исходных SLD- файлов. По существу, библиотека слайдов - есть объединение набора слайд-файлов в один файл, из которого каждый слайд может быть извлечён при необходимости. Библиотечный слайд используется так же, как и обычный. По мере развития системы проектирования, можно вносить изменения в ранее созданную библиотеку слайдов: добавление, замену или удаление отдельных слайдов. Для внесения изменений необходимо подготовить новые SLD-файлы (добавлений или замена), отредактировать текстовый файл (при добавлении или удалении), используя программу SLIDE1JB.

Разработка приложений во многом повышает производительность выполнения специализированных задач, ориентированных не только на графические построения, но и на обработку числовой и символьной информации, так или иначе связанной с графическими объектами. Такие приложения можно разрабатывать на Автолиспе и Си, как в защищенном, так и в реальном режиме, формировать связи атрибутов блоков с базами данных для различных СУБД (Paradox, dBASE), программно модифицировать строки и разделы в пользовательских меню, создавать диалоговые окна.

Встроенный в AutoCAD интерпретатор языка Автолисп содержит в себе функции, представляющие пользователям средства доступа к графической базе данных текущего чертежа и управления графическим редактором. Программы Автолиспа позволяют создавать надстройки, ориентированные на применение в конкретной предметной области.

При разработке новых моделей обращаются к типовым конструкциям и на их базе предлагаются несколько вариантов моделей, различающихся по внешнему виду. При этом в семействе моделей остаются неизменными основные.

Типовыми будут являться конструкции верха обуви, имеющие характерные особенности сборки заготовки. На основании этих особенностей сборки заготовок верха обуви для полуботинок, можно выделить следующие типовые конструкции: с настрочной союзкой, настрочными берцами, боковой резинкой.

Из набора слайд-файлов можно сформировать конструктивные базы деталей верха обуви, а также подкладки и межподкладки. При этом следует учитывать возможность подбора для типовой конструкции верха различных вариантов построения подклада.

Таким образом, процесс проектирования осуществляется в следующем порядке. Модельер из ГБД подбирает необходимую типовую конструкцию, редактирует при необходимости чертежи, выполняет деталировку и выводит графические данные на принтер или плотгер для получения твёрдой копии комплекта шаблонов деталей.

Несколько иначе выполняется работа модельера-конструктора при ЗD-проектировании.

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ОБУВИ В 3D-СИСТЕМАХ

Для получения шаблонов деталей с виртуального макета обуви необходимо пространственную форму графической основы макета – колодку представить в виде 3D-граней. В том случае, когда конструктор работает с готовой моделью колодки, ее форму можно представить набором поперечно-вертикальных сечений, построенных с произвольным шагом отстояния одного сечения от другого. Для повышения точности получения разверток деталей расстояние между сечениями каркаса колодки должно быть достаточно мало. В качестве оптимального варианта задания каркаса может быть выбран шаг между сечениями, равный 5мм.