关键词:参数化;盒型库;折叠纸盒;包装CAD
目前,美国、日本等发达国家都致力于专业包装设计软件的开发,计算机辅助设计在包装行业中得到了广泛的应用,比较完善的包装CAD系统可以应用到包装CAD的整个工艺流程的各个环节。我国的包装CAD技术起步较晚,尽管专业盒型设计软件越来越受到重视,但实际应用并不多。基于此,笔者尝试以AutoCAD为平台,使用参数化设计的方法,综合应用盒型库和盒素库技术,开发出操作简单但绘图精确的折叠纸盒平面设计软件。
1 参数化设计
参数化设计指参数化模型的尺寸用对应的关系来表示,而不需要确定具体的数值。变化一个参数值,将自动改变所有与之相关的尺寸,并遵循既定的约束条件。
分析市场上的包装纸盒可以看出,大部分的纸盒结构都是特定的几种,只是纸盒的尺寸、装饰图案、所用的包装材料不同。针对包装结构设计的这些特点,折叠纸盒结构设计系统采用参数化设计方法。
使用参数化设计开发折叠纸盒结构系统时,用户不必使用绘图工具逐点逐线地进行绘图,更不用考虑各个尺寸之间的关系及增加纸厚或减少纸厚的问题。因为这些数量关系已经被设计者考虑到程序过程中,用户只需要根据程序的提示进行选择和输入必要的参数,图形的绘制均由程序自动完成。
2 盒素库技术及盒型库技术
2.1 盒素库技术
对于一个整体盒,一般都是由盒盖、盒底、襟片、端板等组件构成,其结构性很强,尤其对于管式折叠纸盒。对于不同的整体盒型,其组成的组件不同,但大体上都有如此的层次结构。构成末端的基本像素一般的有线段、圆(弧)、椭圆(弧)、Bezier曲线等。为了方便,可以添加正多边形、星形、心形、波浪线等作为基本像素。由这些基本像素构成包装盒型的基本盒型组件,如盖插片、端板襟片、侧板襟片等。每一个基本盒型组件都构成一类,如盖插片类、端板襟片类等。类中的每个基本盒型组件根据包装盒型的用途、结构要求、美观等因素要求为不同的形状。进一步地由基本盒型组件构成盒盖、盒底等组合组件,最后构成整体盒型。
2.2 盒型库技术
目前大多数的包装CAD系统,如方正包装、ArtiosCAD软件和BOX—VELLUM系统,采用的都是盒型库技术,即包含一定数量的典型的完整盒型数据库。
盒型库中保存着一些使用频率较高的折叠纸盒的结构样式,通过使用这些典型盒型进行设计,可以使设计速度大大提高,用户只需选择所需盒型,输入合适的长度、宽度、高度、纸板厚度等参数,一次操作就可以得到设计结果,盒型还可以不断的扩充。
大部分的管式折叠纸盒都可以分为盒体、盒盖、盒底3个组成部分,而且盒体变化不多,盒盖与盒底可以分别进行组合,因此管式折叠纸盒适合采用盒素库技术。对于其它非管式折叠纸盒来说,各盒型相似之处少,没有采用盒素库的必要。而且软件以AutoCAD为平台,绘制出整体盒型后,若不符合既定要求,可以利用其强大的绘图与编辑功能进行修改,可以弥补盒型库的不足之处。
3 折叠纸盒结构系统的开发
3.1 系统开发工具
在众多开发软件中,利用AutoCAD进行二次开发是条快捷方式。AutoCAD提供了完整的、高性能的、面向对象的CAD程序开发环境,也为开发者提供了多种新的选择,其二次开发工具亦不断推陈出新,如Auto LISP,Visual LISP,ADS,ARX,VB,VBA,Visual Java等。本文以使用Visual LISP语言为例。
3.2 系统流程图
折叠纸盒系统的数据流贯穿系统运行的整个过程,见图1。