ГЕНЕРАЦИЯ СХЕМ РАСКРОЯ ПОГОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

 

SCHEMATIC GENERATION OF CUTTING OUT OF POGONAZHNY PRODUCTS FROM WOOD

 

Романов В.А., Матвеева Т.А.  (БГИТА, г.Брянск, РФ)

Romanov V.A., Matveeva T.A.  (The  Bryansk State Academy of Engineering and Technology, Russia)

 

Описана программа для генерации схем раскроя погонажных материалов из древесины.

The program schematic generation of cutting of pogonazhny products from wood.

 

Ключевые слова: деревообработка, генерация схем, раскрой погонажных  материалов

Key words: woodworking, schematic generation, cutting of pogonazhny products

 

В настоящее время деревообрабатывающая промышленность является одной из прогрессирующих отраслей промышленности. Новые виды сырья и материалов, автоматизация управления производством и новые технологии способствуют развитию деревообрабатывающих предприятий, многие из которых занимаются изготовлением дверей, лестниц, деревянных окон и других видов столярно - строительных изделий. Для производства высокого качества выше перечисленных  изделий чаще всего применяют клееный брус. Клееный брус - это высокотехнологичный продукт с уникальными физико-механическими показателями.  Именно он гарантирует устойчивость к резким перепадам температур.

Производство деревянных окон становится всё более актуальным в наше время, так как они обладают изумительными природными свойствами – экологичностью, низкой теплопроводностью, уникальной способностью поддерживать климатический баланс в помещении и  долговечностью. Для производства деревянных окон используют прежде всего брус из таких пород древесины, как дуб, сосна и лиственница, что позволяет не покоробить деревянный профиль с течением долгого времени.

Помимо производства деревянных окон, клееный брус, как надежный материал, распространен также и при изготовлении погонажных изделий. Для этого его необходимо раскроить на заготовки различной длины.

Раскрой древесных материалов на заготовки является первой стадией механической обработки. Цель раскроя - получение заготовок необходимых размеров, из которых при дальнейшей обработке будут получены детали. При раскрое заготовок не избежать появления большого количества отходов в виде отрезков.

 Поэтому задача получения оптимальных схем раскроя является актуальной для многих деревообрабатывающих предприятий. Составление схем раскроя вручную -  достаточно сложная и длительная работа, качественно выполнять которую под силу очень немногим высококвалифицированным специалистам. Выходом из такой ситуации является использование автоматизированных программ по генерации схем раскроя.

Для описания алгоритма генерации схем раскроя введем следующие обозначения:

-Z- длина исходного материала;

-n - количество заготовок в спецификации;

-m-количество вариантов раскроя;

-j-номер варианта раскроя;

-i - номер заготовки в спецификации;

-q_i -длина i-ой заготовки;

-b_i – требуемое количество i-ых заготовок;

-a_ij- количество i-ых заготовок, получаемых при раскрое единицы исходного материала по j-ому варианту;

-c_i- отход при раскрое единицы исходного материала по j-ому варианту;

Алгоритм генерации схем раскроя состоит из следующих этапов:

1) Для j-ой схемы раскроя выбирается i-ый типоразмер заготовок длиной q_i;

2) Рассчитывается количество заготовок  i-го типоразмера, получаемых по j-ой схеме раскроя из исходного материала по формуле

K_ij=Z/q_i;

3) Рассчитывается c_j- отход при раскрое единицы исходного материала по j-ой схеме раскроя;

4) Рассчитывается количество заготовок  i-го типоразмера, которое будет в схеме K_i(j+1) по формуле

K_i(j+1)=K_ij-1;

5) Рассчитывается длина остатка  по (j+1)-ой схеме

L_oj=Z-q_i∙K_i(j+1);

6) Рассчитывается количество (i+1) заготовок, помещаемых в остаток L_oj по формуле

K_(i+1)(j+1)=L_oj/q_(i+1);

7) Рассчитывается c_(j+1)- отход при раскрое единицы исходного материала по (j+1)-ой схеме раскроя;

Для получения новой схемы раскроя возвращаются к пункту 4.

В Брянской государственной инженерно-технологической академии  на кафедре технологии деревообработки была разработана специальная программа для генерации схем раскроя погонажных материалов на отрезки определенной длины. Программа формирует четкие, информативные и легко читаемые схемы раскроя.

Одним из важных элементов программы является интерфейс, который  удобен для работы и максимально прост.

По внешнему виду и способам управления программа ничем не отличается от любой современной программы. Диалог пользователя с программой организован в виде экранных форм и построен на работе с элементарными визуальными элементами, по которым щёлкают мышью, а также вводят текст или числа с клавиатуры.

На рисунке 1 показан вид экранной формы программы.

В верхней части формы размещено поле для ввода параметров  исходных данных таких как, длина исходного материала.

Ниже расположены таблицы, в которые вводятся спецификации изделий и деталей.

После ввода необходимых параметров пользователю необходимо нажать кнопку «Генерация».  Результаты расчета выводятся в таблицы, расположенные в нижней части формы. На форме также расположена кнопка  «Печать», позволяющая распечатать результаты расчета на бумажный носитель.

Рисунок 1 - Вид экранной формы программы

 

Программа позволяет реализовывать такие возможности, как расчет суммарных длин отрезков и остатков, задание произвольного числа раскраиваемых заготовок и отрезков, просмотр и печать результатов генерации схем раскроя, как в графическом, так и в табличном виде.