способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов (варианты)

Формула изобретения

1. Способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому представляют каждую деталь или группу предварительно состыкованных деталей кроя в виде прямоугольной детали, последовательно размещают на раскраиваемом материале в рамке раскладки прямоугольные детали в соответствии с уменьшением их определяющего параметра, размещают детали или группы предварительно состыкованных деталей кроя на раскраиваемом материале в соответствии с полученной последовательностью размещения прямоугольных деталей, на основе визуального анализа полученного размещения деталей или групп предварительно состыкованных деталей кроя сдвигают их до касания друг с другом, отличающийся тем, что в качестве прямоугольной детали используют ориентированный относительно нити основы прямоугольник, средний между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали или группе состыкованных деталей кроя, формируют последовательность расположенных друг за другом в соответствии с уменьшением их длины прямоугольных деталей, выбранной в качестве определяющего параметра, и измеряют ее общую ширину, определяют количество столбцов прямоугольных деталей, причем столбцом является совокупность расположенных в один ряд по всей ширине рамки раскладки прямоугольных деталей путем деления общей ширины этой последовательности на ширину рамки раскладки, определяют ширину каждого столбца и оценивают длину раскраиваемого материала в рамке раскладки, необходимого для размещения комплекта деталей кроя, как сумму длин столбцов, последовательно заполняют площадь раскраиваемого материала в столбцах прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей длиной в конце одного столбца располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей длины в начале смежного с ним столбца.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда определяемое количество столбцов не является целым числом, за расчетное число столбцов принимают округленное до целого в меньшую сторону число, а оставшиеся в неполном столбце прямоугольные детали распределяют на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе, в межлекальных промежутках остальных столбцов.

3. Способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому представляют каждую деталь или группу предварительно состыкованных деталей кроя в виде прямоугольной детали, последовательно размещают на раскраиваемом материале в рамке раскладки прямоугольные детали в соответствии с уменьшением их определяющего параметра, размещают детали или группы предварительно состыкованных деталей кроя на раскраиваемом материале в соответствии с полученной последовательностью размещения прямоугольных деталей, на основе визуального анализа полученного размещения деталей или групп предварительно состыкованных деталей кроя сдвигают их до касания друг с другом, отличающийся тем, что в качестве прямоугольной детали используют ориентированный относительно нити основы прямоугольник, средний между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали или группе состыкованных деталей кроя, формируют последовательность расположенных друг за другом в соответствии с уменьшением ширины прямоугольных деталей, выбранной в качестве определяющего параметра, и измеряют ее общую длину, определяют количество строк прямоугольных деталей, причем строкой является совокупность расположенных в один ряд по длине рулонного материала прямоугольных деталей, путем деления общей длины этой последовательности на длину плотной раскладки рулонного материала, определяемой как частное от деления общей площади прямоугольных деталей на ширину рамки раскладки, принимают за длину строки расчетную длину плотной раскладки и оценивают длину раскраиваемого материала в рамке раскладки, необходимого для размещения комплекта деталей кроя, как длину плотной раскладки, последовательно заполняют площадь раскраиваемого материала в строках прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей шириной в конце одной строки располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей ширины в начале смежной с ней строки.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в случае, когда определяемое количество строк не является целым числом, за расчетное число строк принимают округленное до целого в меньшую сторону число, а оставшиеся в неполной строке прямоугольные детали распределяют на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе, в межлекальных промежутках остальных строк.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов с целью рационального размещения деталей кроя и может быть использовано на различных предприятиях, в частности, швейной промышленности, в производственном цикле которых имеется необходимость получения деталей кроя из исходного материала в виде рулонов или листов.

Известен способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому на основе визуального анализа конфигурации деталей кроя осуществляют их размещение на раскраиваемом материале в рамке раскладки с наиболее рациональным использованием исходного материала в виде рулонов или листов (см. патент на изобретение №2084191, МПК А41Н 3/00, 1997 г.). К недостаткам известного способа можно отнести большие как трудоемкость, так и расход рулонного или листового материала, так как, особенно при большом количестве деталей кроя различной конфигурации и размеров, очень трудно, тем более за небольшое время, разместить эти детали на раскраиваемом материале в рамке раскладки таким образом, чтобы по всей рамке раскладки межлекальные промежутки были минимальны и, соответственно, минимальным был бы расход исходного материала. Дело в том, что при подготовке к раскрою рулонных и листовых материалов имеется множество вариантов раскладки деталей кроя и очевидно, что их раскладка на основе визуального анализа не всегда является оптимальной и занимает много времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу, как по первому, так и второму варианту, является способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому представляют каждую деталь или группу предварительно состыкованных деталей кроя в виде прямоугольной детали, последовательно размещают на раскраиваемом материале в рамке раскладки прямоугольные детали в соответствии с уменьшением их определяющего параметра, в качестве которого выбраны длина и ширина, размещают детали или группы предварительно состыкованных деталей кроя на раскраиваемом материале в соответствии с полученной последовательностью размещения прямоугольных деталей, на основе визуального анализа полученного размещения деталей или групп предварительно состыкованных деталей кроя сдвигают их до касания друг с другом (см. кн. Козлов Б.А. Плотные многокомплектные раскладки деталей швейных изделий. М.: 1985, с.5-9). К недостаткам известного способа также можно отнести большие трудоемкость и увеличение расхода исходного материала при реализации способа из-за возможной неоптимальной раскладки деталей кроя.

Предлагаемый способ направлен на решение задачи, состоящей в снижении трудоемкости и расхода рулонного или листового материала путем получения оптимальной раскладки деталей кроя при минимальной затрате времени.

Данная задача, по первому варианту, решается тем, что в способе подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому представляют каждую деталь или группу предварительно состыкованных деталей кроя в виде прямоугольной детали, последовательно размещают на раскраиваемом материале в рамке раскладки прямоугольные детали в соответствии с уменьшением их определяющего параметра, размещают детали или группы предварительно состыкованных деталей кроя на раскраиваемом материале в соответствии с полученной последовательностью размещения прямоугольных деталей, на основе визуального анализа полученного размещения деталей или групп предварительно состыкованных деталей кроя сдвигают их до касания друг с другом, в качестве прямоугольной детали используют ориентированный относительно нити основы прямоугольник, средний между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали или группе состыкованных деталей кроя. Формируют последовательность расположенных друг за другом прямоугольных деталей в соответствии с уменьшением их длины, выбранной в качестве определяющего параметра, и измеряют общую ширину последовательности всех деталей, расположенных в один ряд по направлению ширины рамки раскладки. Определяют количество столбцов, состоящих из прямоугольных деталей, причем столбцом является совокупность расположенных в один ряд по всей ширине рамки раскладки прямоугольных деталей путем деления общей ширины этой последовательности на ширину рамки раскладки. Затем определяют ширину каждого столбца, которая может быть как равной ширине рамки раскладки, так и меньше ширины рамки раскладки, но больше ширины рамки раскладки быть не может. Далее измеряют длину каждого столбца и оценивают как сумму длин столбцов, длину раскраиваемого материала в рамке раскладки, необходимую для размещения комплекта деталей кроя, причем в данном случае под длиной столбца понимается длина входящей в столбец детали, а под суммой длин столбцов следует понимать сумму длин деталей во всех столбцах, измеряемых параллельно длине рамки раскладки или параллельно нити основы.

Последовательно заполняют площадь раскраиваемого материала в столбцах прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей длиной в конце предыдущего столбца располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей длины в начале последующего смежного с ним столбца.

При этом в случае, когда определяемое количество столбцов не является целым числом, за расчетное число столбцов принимают округленное до целого в меньшую сторону число, а оставшиеся в нецелочисленном столбце прямоугольные детали распределяют на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе и в межлекальных промежутках целочисленных столбцов.

Также данная задача решается и тем, что в способе подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов, согласно которому представляют каждую деталь или группу предварительно состыкованных деталей кроя в виде прямоугольной детали, последовательно размещают на раскраиваемом материале в рамке раскладки прямоугольные детали в соответствии с уменьшением их определяющего параметра, размещают детали или группы предварительно состыкованных деталей кроя на раскраиваемом материале в соответствии с полученной последовательностью размещения прямоугольных деталей, на основе визуального анализа полученного размещения деталей или групп предварительно состыкованных деталей кроя сдвигают их до касания друг с другом, в качестве прямоугольной детали используют ориентированный относительно нити основы прямоугольник, средний между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали или группе состыкованных деталей кроя, формируют последовательность расположенных друг за другом в соответствии с уменьшением ширины прямоугольных деталей, выбранной в качестве определяющего параметра, и измеряют ее общую длину. Определяют количество строк прямоугольных деталей, причем строкой является совокупность расположенных в один ряд по длине рулонного материала прямоугольных деталей, путем деления общей длины этой последовательности на длину плотной раскладки рулонного материала, определяемой как частное от деления общей площади прямоугольных деталей на ширину рамки раскладки, принимают за длину строки расчетную длину плотной раскладки и оценивают длину раскраиваемого материала в рамке раскладки, необходимого для размещения комплекта деталей кроя, как длину плотной раскладки. Последовательно заполняют площадь раскраиваемого материала в строках прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей шириной в конце одной строки располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей ширины в начале смежной с ней строки.

При этом в случае, когда определяемое количество строк не является целым числом, за расчетное число строк принимают округленное до целого в меньшую сторону число, а оставшиеся в нецелочисленной строке прямоугольные детали распределяют на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе в межлекальных промежутках целочисленных строк.

Два варианта способа подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов представляют собой два объединенных единым изобретательским замыслом технических решения, в которых в качестве определяющего параметра использованы два различных типоразмера прямоугольных деталей (прямоугольник имеет два основных размера - длину и ширину), и которые предполагают строчную или столбцовую раскладки.

Использование для обоих вариантов изобретения в качестве прямоугольной детали ориентированного относительно нити основы прямоугольника, среднего между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали или группе состыкованных деталей кроя, обусловлено тем, что такой прямоугольник в наибольшей степени соответствует площади реальной детали кроя, так как очевидно, что прямоугольник, описанный по отношению детали кроя, имеет площадь больше, чем деталь кроя, а прямоугольник, вписанный в эту деталь, имеет площадь меньше, чем деталь кроя. При этом представление или преобразование реальной детали в простую фигуру - прямоугольник существенно упрощает и снижает трудоемкость построения плотных раскладок, так как такими фигурами довольно просто «манипулировать» при построении многочисленных вариантов раскладок и, к тому же, их просто описать аналитически. Под длиной детали кроя или прямоугольной детали подразумевается ее длина вдоль нити основы, а под шириной - ее размер в направлении, перпендикулярном нити основы.

Формирование последовательности расположенных друг за другом прямоугольных деталей в соответствии с уменьшением их длины, выбранной в качестве определяющего параметра, обусловлено тем, что прямоугольные детали с наименьшей длиной располагаются в конце такой последовательности. В дальнейшем такие детали достаточно просто изъять из конца последовательности и разместить на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе и в межлекальных промежутках, например, целочисленных столбцов в случае, когда последний столбец не является целочисленным, что способствует увеличению плотности раскладки.

Измерение общей ширины последовательности, определение количества столбцов прямоугольных деталей (причем столбцом является совокупность расположенных в один ряд по ширине рамки раскладки прямоугольных деталей путем деления общей ширины этой последовательности на ширину рамки раскладки), определение ширины каждого столбца (которая может быть как равной ширине рамки раскладки, так и меньше ширины рамки раскладки, но больше быть не может) и оценивание длины раскраиваемого материала в рамке раскладки, необходимого для размещения комплекта деталей кроя, как суммы длин столбцов, позволяет достаточно просто и быстро оценить количество необходимого для размещения требуемых деталей кроя рулонного или листового материала.

Заполнение площади раскраиваемого материала в столбцах прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей длиной в конце одного столбца располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей длины в начале смежного с ним столбца, что обеспечивает наибольшую плотность раскладки, так как в этом случае общая конфигурация смежных столбцов будет наиболее приближена к прямоугольной форме с минимальными межлекальными промежутками. Дело в том, что идеальной формой деталей, размещенных в смежных столбцах, или смежных столбцов является прямоугольник, ограниченный вдоль рамки раскладки или на концах столбцов двумя крайними прямоугольными деталями, и в идеальном случае суммарная длина двух крайних деталей с одной стороны должна быть равна суммарной длине двух крайних деталей с другой стороны. Так как при указанном размещении прямоугольных деталей суммарная длина крайних деталей складывается из длины максимальной и минимальной деталей, то в этом случае имеет место максимально возможное равенство длин всех столбцов раскладки.

Во втором варианте способа подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов в качестве определяющего параметра, на основании изменения которого осуществляется раскладка прямоугольных деталей, используется ширина прямоугольных деталей.

Формирование последовательности расположенных друг за другом прямоугольных деталей в соответствии с уменьшением их ширины, выбранной в качестве определяющего параметра последовательности деталей в строке, обусловлено тем, что прямоугольные детали с наименьшей шириной располагаются в конце такой последовательности. В дальнейшем такие детали достаточно просто изъять из конца последовательности и разместить на свободной от деталей кроя площади раскладки, в том числе и в межлекальных промежутках строк, в случае, когда последняя строка не является целочисленной, что увеличивает плотность раскладки.

Измерение общей длины последовательности, определение количества строк прямоугольных деталей, причем строкой является совокупность расположенных в один ряд по длине рулонного материала прямоугольных деталей, путем деления общей длины этой последовательности на длину плотной раскладки рулонного материала, определяемой как частное от деления общей площади прямоугольных деталей на ширину рамки раскладки, при том, что принимают за длину строки расчетную длину плотной раскладки, позволяет достаточно просто и быстро оценить длину необходимого для размещения требуемых деталей кроя рулонного или листового материала.

Заполнение площади раскраиваемого материала в строках прямоугольными деталями таким образом, чтобы прямоугольная деталь с наименьшей шириной в конце одной строки располагалась рядом с прямоугольной деталью наибольшей ширины в начале смежной с ней строки, обеспечивает наибольшую плотность раскладки, так как в этом случае общая конфигурация смежных строк будет наиболее приближена к прямоугольной форме с минимальными межлекальными промежутками. Дело в том, что идеальной формой деталей, размещенных в смежных строках, или смежных строк является прямоугольник, ограниченный по ширине рамки раскладки или на концах строк двумя крайними прямоугольными деталями, и в идеальном случае суммарная ширина двух крайних деталей с одной стороны должна быть равна суммарной ширине двух крайних деталей с другой стороны. Так как при указанном размещении прямоугольных деталей суммарная ширина крайних деталей складывается из ширины максимальной и минимальной деталей, то в этом случае имеет место максимально возможное равенство ширин всех строк.

На фиг.1 представлен пример построения прямоугольных деталей мужского костюма, размер 100/176, среднего между описанным и вписанным максимальной площади прямоугольниками по отношению к детали; на фиг.2 представлен пример реализации способа по первому варианту - способ построения столбцовой раскладки на примере мужского костюма, размер 100/176, где а) - типичная раскладка деталей кроя, выполненная оператором средней квалификации, б) - раскладка прямоугольных деталей, в) - раскладка реальных деталей кроя; на фиг.3 представлен пример реализации способа по второму варианту - способ построения строчной раскладки на примере женского халата, размер 100/164, где а) - типичная раскладка деталей кроя, выполненная оператором средней квалификации, б) - раскладка прямоугольных деталей, в) - раскладка реальных деталей кроя.

Предлагаемый способ подготовки к раскрою рулонных и листовых материалов осуществляется следующим образом.

На фиг.1 представлен пример трансформации деталей мужского костюма, размер 100/176, в med-прямоугольники.

Трансформация реального контура деталей в наипростейшую прямоугольную форму осуществляется по следующим правилам:

- контур детали описывают аналогично ориентированным прямоугольником наименьшей площади (max-прямоугольник);

- в контур детали вписывают аналогично ориентированный прямоугольник наибольшей площади (min-прямоугольник);

- усредняют параметры описанного и вписанного прямоугольников и получают габариты среднего прямоугольника (med-прямоугольник).

Последовательность действий, обеспечивающих подготовку групп деталей к построению упорядоченной, строчно-столбцевой раскладки следующая:

- если длина детали L больше ее ширины В, то стороны парных деталей сопрягают по ее длине;

- если длина детали L меньше ее ширины В, то стороны парных деталей сопрягают по ее ширине;

- если сопряженные парные детали имеют длину больше их суммарной ширины, то сторону сопряженной пары деталей снова сопрягают либо с одной деталью, либо с сопряженными и близкими по длине деталями по длине до предельной суммарной ширины деталей, определенной шириной лидирующей детали или группы деталей в подгруппе;

- если все детали раскладки сгруппированы по ширине подгруппы и все подгруппы имеют равную или близкую по величине длину, то процедура подготовки к раскладке закончена.

Следует заметить, что ввиду сложности в определении габаритных размеров вписанного прямоугольника наибольшей площади, например, детали рукава, можно рассмотреть группу деталей, состоящую из двух рукавов, оптимально ориентированных относительно друг друга в раскладке с целью их трансформации в единую деталь прямоугольной формы.

На фиг.2 представлен пример построения столбцовой раскладки мужского костюма, размер 100/176, где:

- а) традиционная раскладка;

- б) столбцевая раскладка деталей прямоугольной формы;

- в) столбцевая раскладка реальных деталей.

При ширине рамки традиционной раскладки 1520 мм, длина ее составляет 2951 мм. Процент межлекальных потерь - 11,68%. Время построения традиционной раскладки - 25 мин.

Исходным условием расчета и построения столбцовой раскладки является такое размещение деталей относительно друг друга, чтобы ширины этих сопряженных деталей не имели резких перепадов в ряду ранжированных по длине прямоугольных деталей, в столбец общей шириной, равной 6725 мм, измеряемой в направлении ширины рамки раскладки.

Из табличных данных известно, что общая площадь прямоугольных деталей составляет 4000000 кв. мм. Частное, полученное от отношения общей площади деталей к ширине рамки раскладки, есть расчетная длина раскладки L ₁:

Количество столбцов, состоящих из групп близких по ширине деталей, также определяется отношением общей ширины всех групп прямоугольных деталей L₂, равной 6725 мм, к ширине рамки раскладки:

Совершенно понятно, что количество столбцов должно быть целым числом. Следовательно, число после запятой представляет собой ту часть от общей ширины всех деталей L ₂, равной 6725 мм, которую необходимо исключить посредством размещения оставшихся деталей от целочисленных столбцов в межлекальных промежутках целочисленных столбцов.

Определяют длину остатка прямоугольных деталей L₃, которую необходимо исключить из общей длины строки с целью сделать количество строк целочисленным, и размещают их на свободной площади параллельно другим деталям в ширине строки:

L₃ =1520 мм·0,424=644,48 мм

К таким деталям следует отнести группу деталей, расположенную в конце ранжированного ряда: боковой карман брюк, паты пояса, откосок, клин задних половинок брюк, держатели пряжек, гульфик, листочки карманов, планки рукавов и вешалка, общая ширина которых составляет - 645 мм.

Уточняют целочисленность количества столбцов, после исключения группы выше перечисленных деталей из ранжированного ряда общего числа деталей:

Далее, руководствуясь основными принципами построения столбцовой раскладки, сначала строят раскладку из прямоугольных деталей, Фиг.2, б.

Затем, принимая во внимание структуру столбцовой раскладки деталей прямоугольной формы, приступают к построению столбцовой раскладки реальных деталей, Фиг.2, в.

Окончательные экономические показатели столбцовой раскладки реальных деталей следующие:

- длина раскладки - 2846 мм;

- время построения раскладки - 5 мин.

Сравнительные экономические показатели столбцовой раскладки:

- длина столбцовой раскладки короче длины раскладки, выполненной по традиционной технологии на 105 мм;

- время построения оператором столбцовой раскладки, используя знание структуры столбцовой раскладки прямоугольных деталей, в 4-5 раз меньше времени, затраченного оператором при построении раскладки традиционным способом.

На фиг.3 представлен пример построения строчной раскладки женского халата, размер 100/164.

где:

- а) традиционная раскладка;

- б) строчная раскладка деталей прямоугольной формы;

- в) строчная раскладка реальных деталей.

При ширине рамки традиционной раскладки 1140 мм, длина ее составляет 2386 мм. Процент межлекальных потерь 5,81%. Время построения традиционной раскладки оператором средней квалификации - 23 мин.

Исходным условием расчета строчной раскладки деталей прямоугольной формы является такое размещение парных деталей относительно друг друга, чтобы ширины парных деталей не имели резких перепадов в ранжированном ряду прямоугольных деталей, построенному по их ширине в строку общей длиной, равной 4473,15 мм.

Известно, что общая площадь прямоугольных деталей составляет 2447000 мм² . Частное, полученное от отношения общей площади деталей к ширине рамки раскладки есть ее длина L₁:

Количество строк, состоящих из групп близких по ширине деталей, также возможно определить, если известно, что общая длина всех групп прямоугольных деталей L ₂ равна 4473,15 мм:

Совершенно понятно, что количество строк должно быть целым числом. Следовательно число после запятой представляет собой ту часть от общей длины деталей L₂ , которую необходимо исключить посредством размещения ее, например, в ширине строки.

Определяют длину остатка прямоугольных деталей L₃, которую необходимо либо исключить из общей длины строки с целью сделать количество строк целочисленным, и размещают его на свободной площади параллельно другим деталям в ширине строки, либо, если это невозможно, сохраняют в одной из строк, предполагая, тем самым, межлекальный выпад в другой строке. В данном примере межлекальный выпад по ширине строки размещен в первой строке раскладки прямоугольных деталей.

Далее, руководствуясь основными принципами построения строчной раскладки, сначала строят раскладку из прямоугольных деталей, Фиг.3, б.

Затем, принимая во внимание структуру строчной раскладки деталей прямоугольной формы, приступают к построению строчной раскладки реальных деталей, Фиг.3, в.

Окончательные экономические показатели строчной раскладки реальных деталей следующие:

- длина раскладки - 2846 мм

- время построения раскладки - 5 мин.

Сравнительные экономические показатели строчной раскладки:

- длина строчной раскладки короче длины раскладки, выполненной по традиционной технологии на 35 мм;

- время построения оператором строчной раскладки, используя знание структуры раскладки прямоугольных деталей, в 4-5 раз меньше времени, затраченного оператором при построении раскладки традиционным способом.