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鞋楦仿形数控编程技术的研究及系统开发

单新朝  
【摘要】: 随着CAD/CAM技术在鞋楦制造业中的广泛应用,鞋楦的生产方式得到了极大的改变,鞋楦生产周期大大缩短,生产效率也有了很大提高。鞋楦数字化仿形加工作为一种有效的生产方式,克服了传统制楦方式的不足,同时也保留了靠模加工的优势,成为当前制楦业提高鞋楦生产效率的良好选择。由于鞋楦曲面的复杂性和鞋楦数控加工的特殊性,难以利用通用CAD/CAM软件实现鞋楦模型的仿形数控编程,使得基于测量点数据的鞋楦仿形数控编程方法成为鞋楦数字化仿形加工技术发展的瓶颈。因此,如何针对鞋楦测量数据进行数控编程技术研究,并设计开发相应的鞋楦CAM系统对于扩大鞋楦数字化仿形加工的应用、提高鞋楦的生产率和增强制楦企业的市场竞争力具有非常重要的意义。 本论文结合了浙江省2002年重大科技攻关项目“鞋楦CAD/CAM系统开发其数控刻楦机研制”,深入研究了基于测量点数据的鞋楦仿形数控编程技术,其主要研究内容如下: ☆ 根据鞋楦数控编程以及NC仿真的需要,引入了鞋楦数控加工模型的概念,并进行模型构建,为本论文的研究提供了研究对象。 ☆ 针对鞋楦模型的复杂性,提出了鞋楦模型的离散表达方法,简单而有效的解决了鞋楦模型的数学表达问题。 ☆ 介绍了鞋楦模型的测量点数据获取、数据处理和离散模型重建方法;同时根据工艺需要,引入楦头、楦尾凸台模型,提出了其定义方法及凸台和鞋楦楦体模型的融合方法。为了对鞋楦模型进行精度评价,提出了评价方法及其误差控制策略。 ☆ 根据鞋楦数控加工原理,提出了基于投影原理的刀位轨迹计算方法——“最近接触点法”。该方法不仅计算简单,效率高而且无需干涉检验。然后针对鞋楦NC程序后置处理的特殊性,提出了刀位点的坐标转换算法,解决了鞋楦NC程序的后处理问题。 ☆ 为检验鞋楦NC程序的正确性,提出了应用虚拟切削法进行NC仿真验证,避免了时间、材料的浪费,降低了成本。 ☆ 分析了鞋楦CAM系统的开发需求,提出了鞋楦CAM系统的总体设计思想,最终在前面理论研究的基础上成功开发了面向鞋楦数控加工模型的鞋楦CAM系统。 本文关于鞋楦数控仿形编程技术的研究,虽然是针对鞋楦测量数据,但是对于鞋楦CAD模型的数控编程同样有效。鞋楦CAM系统的开发解决了基于测量点数据和CAD模型的鞋楦数控编程问题,对鞋楦数字化仿形加工的广泛应用具有重要的意义。


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