基于Imageware和UG的鞋楦逆向构建与数控仿真加工

运用Handyscan 3D激光扫描仪测得鞋楦点云数据,利用Imageware软件完成鞋楦实体模型的构建,然后将实体模型导入UG软件进行仿真加工。仿真加工结果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。     

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。     

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。     

基于Pro/E和VERICUT的数控加工过程仿真研究

以具体零件为加工对象,运用基于Pro/E和VERICUT软件的虚拟机床技术建立机床仿真模型和仿真加工模型,实现了零件的虚拟铣削过程动态仿真。阐述利用VERICUT软件对零件加工质量进行虚拟检验的方法,运用实体法检验仿真加工模型与设计模型的差别,刀具轨迹优化保证了刀轨具有最佳的进给率或主轴转速。将仿真研究得到的数控加工程序运用于实际零件的加工,评价了零件的加工质量,验证了仿真程序的可行性。     

基于CAD模型的鞋楦数控刀位点算法

分析了现有鞋楦数控加工方法及其特殊性,提出了一种基于刀具和鞋楦CAD模型,采用三维离散化求最小距离的方法,解决了鞋楦数控加工刀位计算困难的问题.该方法主要步骤如下:(1)建立鞋楦和刀具的三维CAD模型;(2)规划优化的刀具路径轨迹;(3)计算各个刀位点.实践证明该方法快速、准确的生成所需的鞋楦加工刀位.     

基于最小距离法的鞋楦加工无干涉刀具轨迹生成

在刀具及鞋楦三维模型离散数据的基础上,通过曲面的空间变换,将干涉检查转化为基于投影方向的最小距离判断,实现了鞋楦加工的无干涉刀具轨迹生成.对于计算刀位点时计算量大的问题,提出了一种针对鞋楦曲面特征的最小距离点的快速搜索方法.实际加工表明,提出的算法能够较好地提高鞋楦的加工质量和效率.     

螺旋锥齿轮数控加工3维仿真研究

在分析了螺旋锥齿轮数控加工原理后，采用面向对象技术和计算机辅助设计系统中的3维建模功能，提出了CNC铣齿机床、齿轮毛坯和盘铣刀3维几何模型的具体构建方法；利用简化的齿轮毛坯实体模型和盘铣刀实体模型做布尔减运算，来实现模拟工件材料的去除过程；最终给出的加工仿真实例和实际加工结果，验证了加工仿真方法的正确性。所获得的仿真结果可为齿面接触分析、有限元应力分析和齿轮的数控加工等提供了精确的3维实体模型。     

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。     

基于极坐标的空间曲线刀心轨迹算法与自动编程实现

介绍了鞋楦的造型方法和数控加工原理,分析了鞋楦加工的刀位计算原理和加工拟合误差,提出了一种基于极坐标的空间曲线的无干涉刀心轨迹生成方法,该算法有效地解决了加工中出现的欠切削及法矢干涉等问题以及在极坐标情况下自动编程所出现的特殊问题,本算法适于各种空间曲线的环切加工。     

Automatic generation of an NC machining tool-path for a 3D curve based on polar coordinates

A new tool path generation method is presented for tool radius compensation to deal with 3D curves machining on polar coordinates. An algorithm is suggested that consists of interference correcting, undercut region avoiding, and initial interference-free tool path generating. At the beginning, the numerical copy-milling machining data of the shoe last is introduced. Aside from a theoretical analysis, the feasibility of the method is demonstrated by machining a shoe last on the copy-milling machine controlled with an in-house-developed open architecture CNC. This algorithm is very practical for the space curve turning machining.     

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。     

An algorithm for generating spiral tool path of shoe last with varying pitch

In shoe-last high-speed numerical machining, the key step is to generate CNC machining tool path by data sampled from the shoe last rapidly and accurately. By analyzing the characteristics of helical line and the model of the shoe last expressed in cylindrical-polar coordination system, an algorithm for generating spiral tool path of shoe last with varying pitch was presented. By sample data interpolation, mathematic models with different pitch of helical line were built, and the tool paths with different machining parameters were determined. The effectiveness is verified by the emulation and experimental results represented in the paper.     

类回转体曲面数控加工刀位轨迹规划

针对类回转体曲面高速进给数控加工,提出螺旋线驱动方式下圆环刀具加工轨迹的规划方法。构造螺旋线作为类回转体曲面的导动线,根据曲面上已知接触点轨迹的切线方向估算后续导动点对应的初始接触点。计算初始接触点处圆环刀具的刀心位置,再计算初始刀心位置与后续导动点对应的目标刀位点分别在圆周方向以及轴向的距离差值,利用相邻刀位点与相邻接触点存在的准相似关系,得到接近目标接触点的搜索方向和步长,经过迭代得到目标接触点和刀位点。在分析接触点处曲面曲率和圆环刀曲率的基础上,给出圆环刀加工误差计算方法。将所提出的算法用于鞋楦的五轴数控轨迹规划中,计算结果表明,该算法搜索效率较高,具有理论和实际应用价值,并通过鞋楦的五轴数控加工试验验证了算法的有效性。     

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。