鞋楦cad_cam集成系统关键技术研究

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1、＊鞋楦CAD/CAM集成系统关键技术研究陈建良金涛童水光浙江大学化工机械研究所,浙江杭州310027摘要:根据鞋楦及鞋楦设计加工的特殊性,提出了鞋楦CAD/CAM集成系统的开发方案,系统由鞋楦表面数字化系统、计算机辅助鞋楦设计系统、鞋楦数控程序生成系统和数控刻楦机四个子系统组成。文章研究了各个子系统实现的关键技术,较好地指导了鞋楦CAD/CAM系统的开发。关键词:鞋楦;CAD;CAM;集成系统中图分类号:TH391.72;TH391.73文献标识码:A文章编号:1001-2265(2004)01-0007-03Researchonkeytechnolog

2、iesofShoelastCAD/CAMSystemCHENJianliangJINTaoTONGShuiguangAbstract:Accordingtothespecialtyofshoelastanditsdesignandmanufacturingprocess,thispaperpresentsasolutionofshoelastCAD/CAMsystemdevelopment.Thewholesystemconsistsoffoursubsystems:shoelastdigitizingsystem,shoelastCADsystem,s

3、hoelastNCprogramgeneratingsystemandshoelastNCmachine.Thekeytechnologiesofeachsubsystemaredis-cussed.TheresearchhaswellinstructedthedevelopmentofshoelastCAD/CAMsystem.Keywords:shoelast;CAD;CAM;integratedsystem现中的关键问题进行1引言了研究。鞋楦是以人体脚的形状为依据,用作设计皮鞋或其它品种2系统集成框架鞋的模型和定型工具,目前以塑料鞋楦为主。鞋楦的结

4、构与造型是否准确,会直接影响到鞋的定型及穿着的舒适和美观,甚至系统由高度集成还会影响鞋的生产。所以鞋楦是制鞋过程中不可取代的重要模的四个子系统组成,[1]包括鞋楦表面数字化具,鞋的款式和品种的变化直接依赖于鞋楦的型体设计。我国是制鞋大国。目前我国大多数鞋楦厂的鞋楦制造,标系统、计算机辅助鞋准鞋楦(母楦)是刻楦工按鞋楦的几个特征值或样楦,根据经验楦设计系统、鞋楦数用手工反复修改制作而成。制楦设备是刻楦机(又称靠模机),控程序生成系统和数以标准楦为模型,应用仿形铣削原理,将毛坯楦加工成符合要求控刻楦机,如图2所的楦型。这样的设计生产方式,无疑不适应多变的市场

5、需求和示。国内外激烈的市场竞争。鞋楦表面数字化为此,我们提出了用先进制造技术改造传统制楦业,研究开系统针对鞋楦的特殊图1鞋楦加工方式发鞋楦CAD/CAM系统,意在直接在计算机三维系统上进行母加工方式,测量获得鞋楦模型的表面数据。计算机辅助鞋楦设楦设计,并由计算机直接生成数控程序,控制专用的数控刻楦计系统根据上面得到的鞋楦数据,进行分析、综合、处理,构造计机,实现鞋楦的高效加工。算机的鞋楦模型,建立不同款式、不同型号的鞋楦数据库,并通鞋楦是一个由复杂的不规则的异形曲线和曲面所组成的自过人机交互的方式,根据相关的模型优化算法,得到需要加工的由型闭合曲面体,其

6、外形轮廓不能由初等解析曲面构成,若采用鞋楦模型。在鞋楦CAD/CAM系统之外,计算机辅助鞋楦设计通用的多轴数控机床进行加工,加工路径规划复杂,并需设计专系统得到的鞋楦模型还能用作制鞋业其它应用的模型,如经过用的装夹工具,加工效率不高;而基于传统刻楦机原理的数控仿鞋楦面展平的帮样设计、鞋底设计、排料优化设计等。形加工方式,被证明是塑料鞋楦切削加工的最有效方式。根据[2]靠模加工原理,鞋楦的数控仿形加工采用如图1所示的方式,待加工的毛坯楦垂直固定在C轴上并以C轴为中心旋转,高速旋转的铣刀刀盘可以在X—Z平面上作X向和Z向两个方向的进给运动,通过控制铣刀刀盘中

7、心的Z向高度及其与C轴中心的距离,即可按照鞋楦轮廓数据完成对毛坯楦的切削加工。鞋楦CAD/CAM集成系统就是基于以上鞋楦的特殊加工方式展开的。本文结合国内外鞋楦CAD/CAM技术的研究现状,根据鞋楦设计加工的特殊性和CAD/CAM系统的技术和功图2鞋楦CAD/CAM系统集成框架能要求,构建了鞋楦CAD/CAM系统的集成框架,并对系统实基金项目:浙江省重大科技计划项目(021101568)2004年第1期7鞋楦数控程序生成系统根据鞋楦表面数字化系统得到的鞋3.3鞋楦数控程序生成系统楦表面数据或者计算机辅助鞋楦设计系统中建立的鞋楦模型生图1中的刀具为三把碗状

8、铣刀镶嵌在具有一定倾斜角度的成鞋楦数控加工程序。圆盘形刀盘上,高速旋转后形成的是