以Pro/E和MasterCAM为基的鞋楦反求与仿真加工

运用Pro/E逆向技术,对鞋楦原始点云进行处理,并运用小平面建模和重新造型的方法重构鞋楦曲面,完成鞋楦实体模型的构建,然后将实体模型导入MasterCAM软件仿真加工。由于鞋楦为不规则的回转体,故采用四轴加工方法,完成鞋楦的仿真。所做的反求为鞋楦数据的保存和网络化制造提供了支持,同时仿真加工验证了鞋楦模型实际加工的可行性。     

鞋楦曲面的逆向设计与数控加工

探讨了基于逆向工程的鞋模曲面设计方法,利用Laser-RE600型激光扫描系统采集了鞋模曲面的几何数据,将数据导入逆向软件Geomagic Studio中进行数据拼接、去噪和重新采样等处理,并将处理后的点云数据导入Pro/E软件中完成了鞋楦曲面的三维重构,最后利用Mastercam X4软件对鞋楦母模进行了NC仿真加工,为复杂零件的数字化逆向设计提供参考。     

基于UG的鞋楦CAD/CAM系统开发

鞋楦是制鞋的重要模具，开发鞋楦CAD／CAM系统是提高鞋楦设计制造水平的根本方式。结合目前CAD／CAM技术发展特点，研究了基于UG软件的系统实现方法。给出了系统实现框架；采用离散设计方法和UG软件的点、线、面造型功能，实现鞋楦模型的建立和修改；分析了鞋楦数控加工原理，利用UG的变轴铣削加工功能，由UG／Open GRIP NC实现自动的鞋楦数控编程；最后给出了系统开发的成功实例。     

基于VERICUT面齿轮虚拟仿真加工

基于面齿轮的生成原理,应用VERICUT软件对面齿轮插齿加工进行了仿真加工。首先,根据齿轮啮合原理,对正交面齿轮齿面方程进行了推导;其次,利用Matlab软件设计了面齿轮与插齿刀具的尺寸参数;最后,基于VERICUT软件加工平台,设计了完整的面齿轮插齿加工仿真流程,得到面齿轮仿真加工的实体模型,验证了数控插齿加工面齿轮的正确性。     

弧面分度凸轮的三维CAD

利用UG软件的二次开发模块，开发了弧面分度凸轮的三维CAD软件，通过该软件可以交互生成不同结构和参数的弧面分度凸轮实体模型。因为UG软件是一种集CAD／CAE／CAM于一体的图形软件，利用二次开发软件生成的实体模型，可以很方便的进行加工模拟、有限元分析以及运动学仿真。     

车钩钩舌成形铣刀的实体建模与加工仿真

应用SolidWorks特征造型软件建立了用于车钩钩体S面加工的镶硬质合金刀片成形铣刀三维实体模型,介绍了具体实现过程,并对成形铣刀刀体进行了加工仿真。     

鞋楦数字化加工中高精度放码算法

鞋楦放码是鞋楦数字化加工的重要环节,决定了同系列不同尺寸鞋楦之间的相似度,最终关系到鞋楦生产质量。分析了传统机械靠模放码方法和鞋楦测头中心数据放码方法的原理,确定了放码误差的产生原因,由此提出一种高精度的鞋楦表面轮廓放码算法。该算法通过B样条偏置方法计算出鞋楦表面数据,由放码系数求得鞋楦放码后的极径增量,并通过矢量的旋转映射方法获得测点法矢方向的增量值,以得到精确的放码后鞋楦数据。仿真分析和实际应用验证了该方法的准确性。     

鞋楦数控加工中的高速切削应用研究

首先介绍了鞋楦这种复杂曲面体，然后概括了鞋楦加工的发展历程，并引出了高速切削技术。在目前鞋楦数控加工的基础上，指出高速切削加工技术能提高鞋楦切削效率，缩短加工时间及降低加工成本，而且有利于提高加工精度和表面质量。最后针对高速切削加工中的关键技术，提出并分析了在鞋楦加工中应用实施的解决方案。     

基于CAD/CAM软件的鞋楦逆向设计与制造

本文运用CAD/CAM软件—Geomagic Studio、CimatronE,以鞋楦逆向设计为实例,论述了点云处理、错误修复、曲面生成的方法,对样品鞋进行逆向设计及数控加工程序编制,提出了一套完整的鞋楦逆向设计及数控加工的方法,并为模具设计提供了建构复杂曲面模型的有效途径。     

鞋楦曲面混合有理Bézier构造及刻楦过程仿真

为实现鞋楦曲面的高效精加工,研究了一种可控精度的鞋楦曲面重构方法。采用基于曲率分布和弧长对分的自适应加密方法对鞋楦原始数据进行缺损点插补和平滑处理;建立了三次NURBS曲线表示鞋楦横截面周线和轴线方向的表面曲线,并采用混合有理Bézier曲面拟合鞋楦表面;把鞋楦曲面按加工精度的要求离散后,计算得到刀具轨迹线,在Vericut平台上建立刀具模型、毛坯模型和数控刻楦机的运动模型,并对刻楦过程进行了仿真以及误差分析。结果表明,该鞋楦曲面重构方法精度可以调节,误差在允许范围内,运算量适中。     

鞋楦CAD系统中的离散设计方法

提出鞋楦的离散设计方法，该方法通过3坐标测量机获得鞋楦表面数据，经过数据预处理、参数化和截面曲线构建等操作，得到鞋楦CAD系统中的鞋楦离散模型，为数控编程、帮样设计等后续应用所用。     

基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术

为推动鞋楦设计的快速化、个性化、多样化发展,提出并实现了一种基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术。交互选定两变换截面,通过旋转变换将鞋楦前翘高、后翘高等参数值变换到个性化设计需求值;对变换后的鞋楦进行均化处理,实现两变换截面处的鞋楦曲面平滑过渡;对楦底腰窝部中轴线进行微调并将微调量映射到鞋楦模型上来设计与变换后鞋楦相匹配的鞋楦腰窝段。利用提出的曲面重构过程在MATLAB软件平台上设计了参数化和可视化交互式两种方法进行鞋楦变翘设计的CAD模块,其界面具有操作简单方便、易于实时编辑的特点。通过对算法实现结果的高斯曲率和体积进行分析,rhf 验证了重构后鞋楦模型能很好地保持原鞋楦的合脚性及曲面光顺性特征。     

数值切割技术及其在鞋楦数据还原中的应用

从空间解析几何的角度出发,推导出铣刀旋转包络面的空间方程;根据鞋楦的测量与加工原理,提出了一种新的测量数据还原技术,即数值切割技术,而且定义了数字刀片的概念,并对数值切割技术的工作原理作了详细的介绍,并将其应用到鞋楦测量数据的还原中,得到鞋楦CAD软件中鞋楦离散模型,最后给出了一个应用实例。     

逆向工程技术在犁臂测量和建模中的应用

通过对犁臂三维测量、点云数据处理及三维模型重建整个过程的介绍，说明了如何利用逆向工程技术进行产品的再开发设计以及采用软件Imageware及UGNX完成此项技术的关键问题。并对模型的精度进行了检测。     

3D-based reconstruction using growing neural gas landmark: application to rapid prototyping in shoe last manufacturing

Customizing shoe manufacturing is one of the great challenges in the footwear industry. It is a production model change where design adopts not only the main role, but also the main bottleneck. It is therefore necessary to accelerate this process by improving the accuracy of current methods. Rapid prototyping techniques are based on the reuse of manufactured footwear lasts so that they can be modified with CAD systems leading rapidly to new shoe models. In this work, we present a shoe last fast reconstruction method that fits current design and manufacturing processes. The method is based on the scanning of shoe last obtaining sections and establishing a fixed number of landmarks onto those sections to reconstruct the shoe last 3D surface. Automated landmark extraction is accomplished through the use of the self-organizing network, the growing neural gas (GNG), which is able to topographically map the low dimensionality of the network to the high dimensionality of the contour manifold without requiring a priori knowledge of the input space structure. Moreover, our GNG landmark method is tolerant to noise and eliminates outliers. Our method accelerates up to 12 times the surface reconstruction and filtering processes used by the current shoe last design software. The proposed method offers higher accuracy compared with methods with similar efficiency as voxel grid.     

鞋楦夹具设计方法研究

针对鞋楦外形轮廓不能由初等解析曲面构成,需要有效快速提取鞋楦曲面数据信息,提出了一种基于CATIA二次开发的鞋楦表面信息提取方法。对鞋楦表面形状及工艺要求进行了分析,并根据形封闭原理和定位夹紧原则提出鞋楦零件的定位夹紧方案,最后,运用雅可比矩阵进行夹紧计算。研究结果验证了所提的定位夹紧方案的可行性。     

定制鞋楦的分段自适应算法

本文提出一种基于光切法扫描的规则化点云数据的鞋楦定制算法。将规则化点云拟合为NURBS曲线后,在划分的各特征段内分别根据脚型对标准鞋楦进行整体缩放以局部修改,提出了基于能量优化原则的同时修改控制点和权因子的方法,对标准鞋楦的自适应修改,以实现鞋楦数字化定制。     

鞋楦曲面反求

介绍了鞋楦数据类型,母楦曲面数据检测的方法和特点,并讨论了测量头环形面与母楦的切触点不同的问题,在此基础上,提出一种数据处理方法,为测量头环形面建立了空间坐标系,并推导出相应的空间方程,最终把母楦表面离散数据点的计算,转换为射线簇和测量头环形面求交问题,利用数值分析中的二分法逐步逼近求解,从而获得母楦表面离散数据点的位置值.