鞋楦三维数控加工算法分析

在使用三维离散法造型技术来描述鞋楦外轮廓表面的基础了简要介绍了数控刻楦机的加工原理,并主要针对加工过程中的刀位点确定进行了详细的算法分析。从空间解析几何的角度出发,为刻楦机建立了空间坐标系,推导出铣刀旋转包络面的空间方程,根据楦加工特征提出最小距离法,并将其应用到鞋楦刀位点的计算中,最终加工出来的楦精度和光洁度均达到常规制楦要求。     

鞋楦数据光顺与建模

为提高鞋楦的加工质量 ,探讨了鞋楦曲面检测数据预处理技术之一的离散数据极坐标光顺法 .在此基础上 ,针对鞋楦曲面数据空间分布的局部不均匀性 ,阐述使用均匀 B样条进行鞋楦数字化曲线建模的两种途径 .它不但提高了建模的计算效率 ,而且能保证了鞋楦曲面锐边的建模质量 .     

鞋楦曲面数字化特征识别与数据压缩

在鞋楦曲面数字化处理中 ,为了保证鞋楦数字化建模的精度 ,对母楦检测采样数据进行预处理是十分必要的 .针对鞋楦加工中对鞋楦转折锐边的特殊要求 ,提出离散数据特征信息识别法以及适用于鞋楦数字化的数据压缩和存储的有效方法 .     

定制鞋楦系统加工轨迹的自动获取

为满足制鞋业中个性化制鞋的需求,提出了个性化鞋楦的定制过程.首先用三维扫描方法获得脚形图像,预处理和修改后得到符合设计的鞋楦数据云,然后通过改进的三次样条插值和最小二乘均修的方法,对设计完成的鞋楦点云数据进行光滑处理,最后用细分求法矢与解三角形方法获取鞋楦三维模型的刀具加工中心轨迹,完成鞋楦加工轨迹的自动获取.该方法可将基于三维扫描的定制楦型数据快速自动转换为加工刀具轨迹曲线,并在制楦允许误差范围内保证了加工曲线的光顺性.     

鞋楦曲面数字化级放方法的研究

根据鞋楦级放原理与级放规范,研究了实现鞋楦曲面数字化级放的方法.着重分析了通过坐标系变换解决母楦曲面数据空间坐标系与级放空间坐标系不一致产生的问题并给出了解决方法,提出通过双线性内插法和设置围度与长度级放误差补偿因子来提高鞋楦级放精度的方法.     

鞋楦底部棱边提取与底面展平

鞋楦是制鞋的基准,楦底部棱边在制鞋工艺中具有重要作用。从鞋楦三维面形光电自动测量系统获取的鞋楦三维数据点模型出发,提出了一种基于二阶差分的尖点识别方法,进而获得了鞋楦底部棱边的信息,并在此基础上给出了展平鞋楦底面的方法,得到了鞋楦底面的展平图.手工复楦方法和面积计算方法均表明楦底棱边提取具有较高精度.     

3C技术在制楦工业中的应用

鞋楦是制鞋工业中皮鞋款式的基准。传统的手工制楦方法制作周期和生产效率低，严重地制约了整个制鞋业的发展。基于此，作者提出了鞋楦3C（CAMe/CAD/CAM)集成技术的概念和系统组成，并着重讨论了楦形测量、鞋楦CAD技术、鞋楦CAM技术在制楦 工业中的应用。     

数控刻楦机实用化数据处理技术

从数控刻楦机实用化技术角度出发,逐一介绍了鞋楦原始数据在实际加工以前所必需的工艺处理方法。首先针对缺损点和毛刺点进行数据插补和平滑处理;然后由于测量轴和加工轴并不相同,又对每个截面进行相应角度的旋转和中心轴调整;最后为了方便加工过程中使用夹具,在鞋楦前后设计并添加了楦头和楦尾,着重介绍了楦头和鞋尖的融合方法。     

鞋楦表面测量中数据平滑处理与造型重构方法

用离散法造型技术描述鞋楦的三维造型;用最小二乘拟合方法对测量得到的数据进行平滑处理,用滚动测量头对鞋楦外轮廓面进行螺线式扫描测量,并以此数据为基础通过求解法线的方法消除滚动测量头半径对测量数据的影响,从而获得鞋楦表面与滚动测量头的实际接触点,实现三维造型重构。算例效果证明了该算法的有效性和可行性。     

皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ技术

介绍了基于光电测楦机,内腔测量仪和数控刻楦机等硬件支持的皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ系统及它的功能,给出了皮鞋鞋楦自由曲面的数学描述模型,解决了系统实现的一系列相关技术问题,并在ＶＣ５.0下进行了编程实现并调试成功,实现了鞋楦的测量、设计和数控加工的一体化。     

脚型三维测量与特征参数自动提取

脚型自动测量的目的是提取与制鞋相关的特征参数,并用这些特征参数指导鞋楦的设计,制造出合脚的鞋。本文在脚型测量仪获取数据的基础上研究了脚型特征参数的提取方法。文中详细描述了主要特征参数的定义,提出了在未做标记的情况下特征参数的提取方法,结合实际脚型测量给出了测量结果。特征参数的自动提取可为个体化鞋揎的设计和量脚制鞋提供必要的数据支持。     

数控刻楦刀位点算法研究

针对现有刻楦系统存在的不足提出了新的鞋楦数控加工原理，并以该原理为基础进行了详细的数控刻楦刀位点算法分析。该算法采用当今加工自由曲面最流行的球头铣刀作为加工刀具，解决了刀位点计算复杂的问题，使鞋楦数控加工位点的计算时间大大缩短，提高了设计效率，而且刻楦工艺灵活，精度也得到了保证。     

基于齿面参数化表示的准双曲面齿轮的设计

为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计，采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据，完成了齿面非均匀有理B样条的曲面拟合．依据准双曲面齿轮的主动设计原理，解决了在已知齿面的NURBS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件下来设计未知齿面的关键技术，给出了基于离散化齿坯模型的加工仿真算法，将齿面的接触分析问题转化成一个优化问题，从而构建了齿面接触分析模型，并在其中采用啮合点法线与啮合点间连线之间的夹角趋于0的条件替代了法线重合条件，研究结果表明，齿面的NURBS表示模型可以作为面向准双曲面齿轮设计与制造过程的统一模型，以该模型为基础，可以完成齿面设计、数控机床刀位数据生成和坐标测量路径规划等一系列重要工作。     

预应力硬态切削的热力耦合模型及数值分析

基于预应力切削的原理,建立了模拟预应力硬态切削轴承套圈的热力耦合有限元模型,采用任意拉格朗日－欧拉方法(ALE)和网格自适应技术来实现切屑的分离。分析研究了工件材料的本构关系、刀屑接触面的摩擦模型以及热控制方程等切削模拟中的关键技术。将不同预应力条件下数值模拟结果与实验数据进行了比较和分析,两者具有较好的一致性。     

基于工业PC机的数控火焰切割机控制系统的开发

在分析数控火焰切割机加工工艺的基础上。开发了基于工业PC机的数控火焰切割机的数控系统。该数控系统具有良好的人机界面及切割轨迹的动态跟踪功能。使用操作十分方便。适合于工业现场使用。与原有的单片机数控系统相比。该系统取消了纸带穿孔机和纸带阅读机。消除了由此产生的故障,提高了系统的可靠性和加工效率。     

钢结构氧气切割开孔残余应力数值分析与实验研究

氧气切割是船体结构临时开孔工艺中的首选方法,其产生的残余应力对后序封孔焊接与结构安全性均有重要影响.基于氧气切割原理,建立了预热火焰与铁氧反应生热的组合热源模型;基于热弹塑性有限元法,建立了氧气切割开孔过程的数值计算模型,并分析了切割温度场与残余应力场分布规律.通过氧气切割开孔实验进行结果验证,采用红外热像仪测量表面温度分布,应用压痕应变法测量残余应力,实验结果与计算结果基本吻合.研究结果表明:在割缝边缘存在超过材料屈服点的拉应力区,其宽度受切割速度、开孔尺寸与纵向约束等因素的影响.     

基于Open Inventor油藏四维展示方法研究

为了更加直观地展示油气水在地层中的运移情况,设计并实现了油藏四维展示的方法.在分析油藏数值模拟过程中建模与数模两部分所生成数据特点的基础上,通过研究当前主流行业软件(Petrel和Eclipse)的数据组织方式,以油藏数值模拟结果为基础,反算出展示油藏所需的空间数据和属性数据.结合油藏数据的特点,设计了用于油藏三维展示的Open Inventor场景库.根据石油开发地质研究的实际需求,设计并实现了油藏演变过程动态展示、油藏切块、感兴趣属性区间筛选、沿Z轴夸张等展示功能.由胜利油田某区块油藏数据的测试结果可知,本设计的方法合理、展示效率较高.     

皮鞋内腔CT测量仪的扫描运动控制系统

采用工业CT技术解决了皮鞋CAD CAM中存在的皮鞋内腔测量难题 ,同时也完成了X -射线工业CT技术的研究 ,通过对国内外CT技术的研究 ,提出了一个合理的系统配置方案 ,此方案既能满足皮鞋内腔测量的要求 ,同时也能实现普通工业CT测量。提出了简单实用的运动控制系统方案 ,在没有用昂贵的直流伺服控制的前提下 ,达到了很高的运动位置控制。研制出一种简单稳定的检测方法 ,实现了探测器加密运动的精确位置控制。整个解决方案的是令人满意的 ,不仅能满足皮鞋内腔测量的 2 5 6×2 5 6图像分辨率 ,而且最高可以达到 10 2 4× 10 2 4分辨率。