服装排料

服装排料（精选3篇）

服装排料 篇1

0引言

服装排料又称排版,是指将服装的衣片样板在规定的面料幅宽内合理排放的过程[1,2],即将纸样依工艺要求 (正反面,倒顺向,对条、格、花等)形成能紧密啮合的不同形状的排列组合,以期望使用布料利用率最大化,达到降低产品成本的目的。衣片是一款衣服上的一块面片,通过打板系统[3]构造出来,为了方便服装的生产。

PLT文件是利 用HPGL(Hewlett Packard GraphicsLanguage)[4,5]语言模拟绘图操作,用户可以快捷地得到图形的矢量信息,准确地解析PLT文件是一项基础却很重要的任务。PLT文件由于其独特的优点:文件指令丰富、易于读/写、构图灵活性较大、设备之间的兼容性强、 内存占用较少、输入/输出调用效率高等,越来越受到工业界的欢迎,成为工业服装排料的主要输入文件之一。

在服装排料的过程中以衣片为对象进行排放[6,7],那么能否正确从排料输入文件中提取出衣片将直接影响最终的排料结果。鉴于此,本文提出了一种能够快速高效的提取PLT中衣片样板的方法,详细说明了其实现过程,并给出了其基本实现方法。

1问题分析

排料系统的PLT文件由衣片信息组成,其中衣片信息主要由2个部分组成:衣片的边缘边框和衣片的说明信息。具有以下特点:

(1)封闭性:衣片样板的边缘为封闭的闭合曲线, 由一系列的顶点构成,如图1所示的衣片起边缘边框均是封闭的。

(2)不包含性:所有的衣片之间不存在相互包含的情况,即一个衣片不可能存在于另一个衣片的内部。

(3)其他信息:每个衣片有其所属的附加信息且位于衣片的内部,这些信息说明衣片的尺寸以及名称,如图2所示,衣片和其附加信息均为于边框内部。

上述衣片的特点可以作为寻找衣片的有力根据,下文中关于衣片提取的具体方法就是基于衣片此3个特点展开的。

2衣片自动提取方法

根据上文对PLT文件中衣片的特点分析,本文归结出找出衣片样板的一般性方法。衣片样板由最外层边缘闭合曲线和内部的文字说明信息构成。所以本文提出首先找出衣片样板中的所有环,由于得到的环只是衣片的候选项,可能存在非法环的现象,所以需要对所有环进行过滤处理,得到所有衣片样板的边缘边框。最后找出衣片的所有衣片的附加信息。上述方法的关键在于寻找衣片的边缘边框,即寻找环的问题。对于一个图G=(V,E),可以利用深度遍历算法[8]快速找出其中所包含的环。由上述PLT文件特点,可以在初步提取出PLT文件中边的信息后,构造出图的数据结构。根据以上分析,本文提出首先根据PLT文件快速构图,然后对生成的图的数据结构采用深度遍历算法获得图中的所有环, 进而对所得环进行过滤处理,最后寻找衣片文字说明信息的一般性方法。具体实现流程如图3所示。

2.1由PLT文件构图

通过对样板衣片的PLT文件测试可知,文件具有顶点多,顶点之间的关联度小的特点,属于稀疏图。所以本文提出的方法采用邻接表的数据结构保存图的信息, 以节省空间。

在将PLT文件构成图G=(V,E)时,对PLT文件中的每一个点将对应于图G中的一个顶点,对PLT文件中由指令之间的组合所构成的边将看作图G中的一条边, 经过对PLT文件进行解析处理便可得到图的数据结构G=(V,E),下面以此作为对象,展开环的提取操作。

2.2衣片样板的提取

按照前文提出的总体方针,关于衣片样板的提取, 主要分为2步实现:首先提取出图中的所有环路;其次对所得的所有环路进行过滤,排除掉不是衣片边缘边框的非法环路,并加以处理。其中第1步可以通过改进的深度遍历算法实现。第2步实现后得到的所有环路中的非法环路可分为以下2种情况:

(1)附加信息中的环路,例如:“0”;

(2)如图4所示的2个衣片边缘边框相接的情况, 即实际abcg和cdef分别为两个衣片,但在寻找环的过程中按照abcdefcg的顺序得到了非法环路。

在算法实现上前面第1步采用深度遍历算法实现, 第2步采用Floyed处理非法环,由文献[9]可知Floyed算法同样可以用来寻找图中的环路。本文之所以在第1步中利用深度遍历,而在第2步中采用Floyed算法,是因为Floyed算法处理的时间复杂度远大于深度遍历,特别是在像PLT文件数据量大的情况下更为明显。所以首先使用深度遍历实现,而第2步对部分环过滤处理时针对图4所示的情况只是少数现象,采用Floyed算法在整体时间上影响不会很大。

2.2.1衣片的初提取

本文采用改进的深度遍历算法,即:以某点为起点的深度序列中,当访问到某点与第一个点相同时,且该序列中顶点的个数大于2的时候,即找到了环。由于根据PLT文件生成的图的连通分量可能不止一个,需要多次采用深度遍历。在深度遍历的过程中需要利用以下数据结构对访问过程中的信息进行保存。其中利用栈的结构,存放每次访问到的顶点。采用容器结构,存放访问过的边,在寻找环失败的时候利用其还原图中相关点的度的信息和其边的访问信息。

(1)从图的数据结构的顶点表的第一个节点开始, 依次向后遍历,当顶点v0的度数大于1的时候,则以该顶点为起点进行深度遍历;当完成所有顶点的遍历之后,算法结束。

(2)从图中某个顶点x出发,首先访问x,将x顶点的度减1。找出x顶点的第一个未被访问的相邻边,将该边的访问位置true;由于在无向图的邻接表中,一条边存在于两个顶点的边表中,需要将该边所指向点的度数减1,同时将该 顶点中指 向x的边的访 问位置true点。重复此步骤,直到刚访问过的顶点没有未被访问的邻接点,转步骤(3);或是访问到的点等于深度序列的第一个点,转步骤(4)。

(3)返回前一个访问过的顶点,找出该顶点的下一个未被访问的邻接点x,访问该顶点,转步骤(2);若返回的是深度序列的第一个点,且该点的所有邻接点均被访问过,说明由该点出发寻找环失败,对相应的顶点的度和其边的访问信息进行还原。

(4)此时说明找到了环,输出环。并将所得的环压入多边形序列中,转步骤(1)。

2.2.2衣片的过滤

对一个无向图经过上述处理之后,得到了一系列的环,但是这些环不一定满足封闭多边形条件,需要这些多边形进行过滤和再处理。

针对衣片说明信息中的环路,可以利用其上的一个点是否在衣片内部进行快速判断,并将其加入衣片的数据结构中。

针对2个衣片边缘边框相接的情况,可以利用下述判断多边形是否为最小环的公式进行过滤。设一个多边形的边数为m,顶点的个数为n,若m-(n-1)>1,那么该多边形不是最小封闭多边形,如图5所示的环的边数m=8,顶点数n=7,则m-(n-1)=2>1。本文就是利用上述条件,将不满足最小环的多边形找出来进行再处理。按照上述条件对上操作获得的环进行过滤,得到需要再处理的环。采用如下方法获得封闭多边形:

(1)对于任意一个需要再处理的环,首先在其上寻找一组相邻的顶点;

(2)在该环中这2个顶点之间除了直接相连的边以外的最短路径[10]。采用Floyed算法寻找2个点的最短路径算法,属于经典算法,文献[11]中做了比较详细的说明,此处不做过多说明。

至此经过上述2步对所有非法封闭环的处理,便可获得所有最小环。

2.3寻找排料衣片附加信息

寻找排料衣片附加信息,是排料系统不可或缺的一个部分,主要利用衣片样板附加信息的内部性,即所有文字说明信息均存在于衣片样板的内部。其具体实现可从2个方面进行,从包容性考虑凡是在衣片边缘边框内部的均是衣片的边缘信息。从速度上考虑,对提取出衣片边缘边框后的图进行再处理,找出图中的最小子图,每一个最小子图为衣片附加信息中的一部分。所以在判定其是否为某块衣片的附加信息的时候,只需对该子图上的一个点进行判断即可。若该点在某块衣片边缘边框的内部,则可说明该最小子图为衣片的附加信息,并将其加入该衣片所属的数据结构中。

3实验结果与分析

实验的配 置环境如 下 :2.93 GHz Intel I3 CPU, 2.0 GB内存,NVIDIA Ge Force GTS450 GPU,编程环境为Microsoft Visual Studio 2008,程序主框架采用C++编写,使用了stl等函数库。

本文实验所用的PLT文件包含5套衣片信息,总共包含衣片个数为87块。在经过初步提出所有环后显示的部分衣片如图5所示,可知存在非法衣片。

对上面出现的情况继续处理,经过过滤操作后,执行Floyed算法后可得到正确的衣片,如图6所示。

经过过滤操操作,对所有衣片样板进行排料,最后显示附加信息如图7所示。

4结语

本文提出面向服装的自动衣片多边形提取算法研究与应用,首先将PLT文件解析成边的结构,其次根据这些边之间的关系,构造图的邻接表数据结构,接着在图的邻接表数据结构中根据DFS算法寻找环,最后过滤环寻找衣片的附加信息。经过这些步骤后,使之能够从仅仅包含顶点间矢量关系的PLT文件,读取出衣片样板的信息,供排料系统使用。

本文采用方法在对非法环进行处理的时候采用Floyed算法来寻找图中2点之间的最短路径来获得最终的最小封闭多边形,由于Floyed算法的时间复杂度比较大。如何快速的从非法环中获得正确的最小封闭多边形成为下一步的研究方向。

摘要：服装排料是将衣片在满足一定约束下,将衣片尽量紧凑地排放在布料上。衣片多边形是排料算法的基本输入对象,工业上通常从PLT文件中获得衣片多边形信息。PLT文件是一个面向打印机的绘图文件,常在服装排料中得到应用,但它仅包含打印机的动作信息,没有衣片信息。因此提出一种面向服装排料的自动衣片多边形算法研究,根据PLT文件构造图G=(V,E),对图中的环进行提取过滤,得到衣片的边缘边框,最后寻找衣片的附加信息。通过上述方法最终实现了衣片及其附加信息的提取。

关键词：服装排料系统,衣片样板,深度遍历,最短路径,Floyed算法

服装排料 篇2

关键词：水工(河工)模型,服装排料系统,CAD,自动排序,断面板

断面板法是水工(河工)模型试验中常用的地形制作方法,在模型河道较长或模型控制断面间距较短时往往会需要大量的地形断面,地形断面的制作包括断面绘制、排版、割板等一系列繁琐流程[1]。河道地形断面是典型二维不规则图形,其会随着河型、滩槽分布特性、模型设计等呈现出不同的形态,地形断面的绘制和切割多已实现自动化[2,3,4,5,6],而地形断面的排版则多采用人工方法,究其原因主要在于河道地形断面形状的复杂性与极不规则性。服装CAD排料系统是用于服装、内衣、帽、箱包、沙发、帐篷等行业的专业排料软件,它是对服装样片等各种二维不规则图形在有限大小的布料上进行自动排版,并实现布料利用率最大化[7,8]。本文将“河道地形断面”作为“服装样片”,引入服装CAD排料系统来实现河道地形断面的自动化排版,并以宁海闸水工模型地形制作为例,介绍了其实现途径。

1 宁海闸水工模型试验简介

宁海闸位于木兰溪宁海古桥下游约800m处,是一座具有“挡潮、蓄淡、生态、景观”等综合水利效益的拦河闸,其泄洪消能具有流量大、弗氏数低、泄洪(水)消能率低等特点,需要通过合理的消能布置方式解决水闸不同运行工况下的消能防冲问题,为此开展水工模型试验研究。宁海闸水工模型比尺为1∶70,模型模拟范围包括水闸上游1 000m和水闸下游1 050m。水闸上下游河道地形制作采用断面板法,其中两控制断面间距按40cm进行制作,并在局部地形变化较大时进行加密控制,整个模型共布置81个断面,图1为模型地形控制断面布置图。

2 地形断面制作系统及工作流程

宁海闸水工模型地形制作系统主要由断面自动绘制、断面自动排版、断面自动切割及断面安装4部分构成,其主要工作流程如图2所示。

2.1 断面自动绘制

断面自动化绘制包括断面数据的自动提取和断面图形的自动绘制,具体步骤[6]:

(1)以实测CAD数据格式的河道地形图为基础,利用软件建立河道地形DEM;

(2)在DEM上布设模型控制断面及局部地形加密控制断面,利用软件实现各断面地形数据的自动提取,并将其保存为*.dat或*.txt格式文件;

(3)将断面数据导入AutoCAD,调用基于VB的绘图程序,实现断面图形的自动绘制,并按照模型比尺进行断面尺寸的换算,换成以mm为单位的断面数据;

(4)借助AutoCAD图形编辑功能对各断面图形进行分块剪切、编辑和标注。

2.2 断面自动排版

2.2.1 某服装排料系统简介

某服装CAD系统是用于服装行业的专用出版、放码及排版的软件,包含DGS(自动打版、自由打版、放码)和GMS(排料)两个部分。GMS排料系统界面简洁而友善,所设计的排料工具功能强大、使用方便,能够实现全自动、手动排料,并自动计算材料利用率,还可以与裁床、绘图仪、切割机、打印机等输出设备连接。

2.2.2 断面排版步骤及结果

(1)将在AutoCAD中自动绘制的断面数据另存为*.dxf格式文件,并将其导入DGS设计放码系统,然后点击“加缝份”命令进行加缝处理(因加工刀具本身有一定的半径,“加缝份”是为了实现刀具补偿,使加工后的零件尺寸与实际相符);

(2)GMS排料系统仅支持DGS设计放码系统输出的专用文件格式,因此需将经过“加缝份”处理的断面数据文件另存为*.dgs格式文件;

(3)打开GMS排料系统,新建一个宽1 200mm、长度大于2 400mm的唛架[根据服装款式的要求及布料幅宽,将整件衣服各部分的纸样以最省布的形式经过精密的排列,并画于纸上,这种列有整件衣服各部分的纸张称为唛架(Marker)],在唛架中间每隔2 400mm加入一个裁片,载入*.dgs文件,开始自动排料或定时排料,自动排料速度最快但材料利用率较低,定时排料可以自己设定材料利用率和排料时间(本例中材料利用率76%,用时3min),对于不满意的排料结果可以在其排版基础上进行手动修改,其排版结果如图3所示;

(4)将排版好的唛架输出,另存为*.dxf格式文件。

2.3 断面自动切割

断面自动切割主要通过雕刻软件及雕刻机来实现,具体步骤为:①将雕刻用的三合板安装至雕刻机台面上并固定;②打开文泰雕刻软件,导入制作好的断面排版文件,并进行预处理(原点、坐标轴、刀具型号、抬刀高度、内/外轮廓等参数设置),预处理是为了生成各种刀具的运动轨迹,然后保存为nc文件。③开启雕刻机和雕刻机控制软件,导入雕刻路径nc文件,调整钻头原点、雕刻转速和行进速度等雕刻参数,自动完成对机械行走及切割装置的精确控制;④在切割好的断面板上标记断面编号、控制点高程及中轴线位置等信息。

2.4 断面安装

断面板的安装是根据中轴线、断面布置线来控制各断面的平面位置,再通过左中右3个控制点高程确定断面板的安装高程,依次安装好所有断面板并进行平面位置和高程复核,断面安装好后即可进行水泥砂浆抹面。

3结语

本文结合宁海闸水工模型地形制作,采用服装排料系统实现了模型地形断面的自动化排版,排版结果经雕刻机自动切割便可成型,切割出来的断面板做好标记之后便可用于安装。实践证明,该方法可有效提高断面板制作效率,具有较好的推广应用价值。

图3服装排料系统排版结果图Fig.3 Layout diagram of topographic section board

参考文献

[1]中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院.水工模型试验[M].2版.北京:水利电力出版社,1985.

[2]胡向阳,张雨,张文二,等.基于雕刻机的河工模型断面板加工系统[J].长江科学院院报,2010,27(9):79-82.

[3]贺昌海,周立宏,杨磊,等.水工模型地形断面绘制自动化系统开发[J].长江科学院院报,2005,22(4):84-86.

[4]荣晓刚,许新发.鄱阳湖实体模型断面板自动化制作及安装[J].江西水利科技,2011,37(4):287-290,294.

[5]周正坤,雷川华,付文宣,等.水工模型地形断面板自动化制作系统[J].水利水电技术,2014,45(4):44-46,72.

[6]裴金林.物模断面制作自动化研究[J].水道港口,2009,30(6):419-422.

[7]邓海娟.基于富怡系统的服装CAD在服装工业制板中的应用研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014,30(10):16-17.

服装排料 篇3

对于订单式的钢结构项目生产来说, 后一种排料要求更加符合实际情况, 即利用若干规格和数量的钢板, 为指定尺寸、指定数量和指定纹理的零件下料, 在满足配套和切割便利的前提下, 使板材的利用率最高, 同时又使钢板原料的需求最少。

1 排料方法分析

在钢结构实际生产中矩形零件占一部分, 还有一部分零件是不规则零件, 其中对钢板料耗影响最大的就是不规则零件, 不同的组合次序、旋转角度都可能导致不同的排料结果。钢板排料的数学理论除了常用的遗传算法外, 启发式包络算法也是一种较为简易的方法。

1.1 启发式排料原理

启发式方法是根据板件的轮廓特征先求取最小包络矩形, 再求出聚合矩形。通过对零件外轮廓多边形进行操作, 分别求得与多边形平行或重合的最小矩形, 找出其中的最小者即为零件最小包络矩形;将原零件复制一个并旋转180°;将复制件沿原零件的四周依次移动到若干个位置, 再分别与原零件进行组合, 每次组合均求一次最小包络矩形, 面积最小的矩形即为零件聚合体的最小包络矩形。如果聚合后的聚合矩形的面积小于两个零件的最小包络矩形面积之和, 则聚合成功;反之则自动放弃聚合。

1.2 启发式排料流程

启发式排料先要对待排料板件进行简化预处理, 将不规则的二维图形简化为二维矩形, 即用板件的最小包络矩形代替板件进行排料。

单个或多个不规则零件的组合找出其最小包络矩形, 然后化为矩形件的排料问题。

(1) 单个零件的矩形替代。

采用穷举法求取板件的最小矩形包络。只有当零件的包络矩形与零件的外轮廓多边形中的一条边平行或重合时, 此包络矩形才有可能是最小包络矩形。

求解包络矩形的过程是:零件外轮廓的顶点连线形成封闭图形 (凸多边形) , 然后以凸多边形的每一边假设与所求矩形中的一边重合, 根据顶点位置即可得出此时的包络矩形, 其中面积最小者为最佳包络矩形。

(2) 多个零件的矩形替代。

当单个零件经矩形替代后, 若矩形面积较零件面积大的较多, 即又较多的面积冗余。为了提高材料利用率, 可将两个合适的零件聚合在一起, 再按单个零件的矩形替代方法求出其最小矩形包络。一般情况下, 两个同类零件相对180°转角聚合是较为理想的。

(3) 冗余域最小原则。

单 (多) 个零件的矩形替代与零件边界间的空白部分成为冗余域。

为了提高材料的利用率, 进行矩形替代预处理时, 要将适当的小零件矩形替代填充到冗余域中。

(4) 排料优化算法的描述。

假设母板编号为Bm, 每块矩形件编号为An。首先将矩形件按面积大小排序, 面积大的在前, 面积小的在后, 母板的面积为S (Bm) , 将排序后的矩形件排到母板上, 对某一个矩形件An, 它总是被排到第1个能排下它的母板Bm上, 也就是说, 矩形件An被排到已排入的矩形件面积不超过S (Bm) -S (A n) 。

其中, C (Bk) 为第k块母板上排入的矩形件的总面积。

2 注意问题

2.1 绘制排料图的注意事项

为简化排料图的绘制, 排料前应先将零件分类, 一般可分为以下三类。

(1) 零件长边大于钢板短边的一类。此类零件在钢板上只有一种排法, 对材料利用率影响较大, 应注意利用余料安排其他尺寸较小零件。

(2) 零件两边均小于钢板短边一类。此类零件排料组合情况多样, 应注意不同零件的搭配。

(3) 零件尺寸较小, 或某边长与钢板某边长成倍比关系的一类。此类零件单一下料利用率高。

绘制排料图时, 应先考虑第1类零件, 其次搭配好第2类零件, 最后将第3类零件作为余料的填充料。数量较大的第3类零件还应绘制单一排料图。

2.2 简化模型的方法

在下料问题的模型中, 每种零件对应一个约束条件, 当一批下料任务中零件品种较多时, 不尽会使排料工作复杂化, 而且模型也相应复杂, 会使计算量急剧增加。此时可采用以下方法处理。

(1) 对尺寸不大且数量较少的零件, 在排料和建模时可暂不考虑, 它们通常可在最终方案的余料中安排, 或在取整修整阶段一起解决。

(2) 对数量相同或相近, 且某边长也相同或相近的两种或多种零件, 可组合成一“新零件”进行排料和建模。

(3) 若经上述处理后零件品种仍过多时, 可将各零件适当分组。对各组零件分别排料和建模, 可将一个大的问题化为几个较小的问题来求解。这不仅可大大减少运算量, 还可简化排料工作。

3 结语

启发式包络算法对于数量不是很多、轮廓较为规则的零件效果较为明显, 但是对于轮廓不规则 (尤其是凹多边形) 、数量较多的零件排料效果不是非常理想。遗传式排料方法是对不规则零件排料的有益补充, 但是对于零件较多的时候, 排料同样非常耗时, 并且对计算机硬件要求较高。对一个钣金CAD/CAM系统而言, 如何将这两种排料算法有效的结合起来, 并尽可能在优化排料方案基础上提高排料过程自动化程度, 这是钣金CAD需要研究的新领域。

摘要：在钢结构生产中, 钢板排料是一项既重要又繁琐的工作。如何使排料更加优化、降低钢板的采购成本, 而且效率更高, 本文基于启发式包络算法对钢板排料进行了阐述。

关键词：钢板,包络,排料

参考文献

[1]黄宜军, 施德恒, 许启富.钣金CAD中一个较优的排料算法[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2000, 5 (5) :380～383.