基于立式加工中心第四轴加工的鞋楦刀位点计算及其仿真系统设计（开题报告）.doc

基于立式加工中心第四轴加工的鞋楦刀位点计算及其仿真系统设计（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
鞋楦是鞋的母体，是皮鞋设计和制造过程中不可缺少的重要模具，是制鞋的基础。是一个由复杂的、不规则的异形曲线和曲面所组成的自由型闭合曲面体，其形状不能由初等解析曲面组成。鞋的款式和品种的化直接依托于鞋楦的造型设计。传统的制鞋业主要采用以手工制作母楦，配合“靠模”的方式仿形加工鞋楦，不但生产周期长，而且加工精度低，质量不稳定，尤其是鞋楦的级放精度难以保证。目前，国内在鞋楦加工绝大多数采用传统的靠模刻楦机，其可加工的规格完全取决于母楦的规格，而且放大缩小的灵活性较差。对于批量生产每台刻楦机都需要有一套母楦，由于母楦的差异，将导致各台刻楦机加工的产品一致性较差。另一方面，母楦的制作不仅难度大费用也很高。这些因素都严重制约着我国制鞋水平的提高以及制鞋业的发展。随着数控技术的发展，国外已有大公司开发了鞋楦曲面的重构建模、数字化级放以及数控加工的整套技术，并开始应用于实际生产，其大大缩短了生产周期，提高了生产效率和产品质量。我国加入WTO 以后，面对更加激烈的市场竞争，必须开发有自主产权的鞋楦曲面数字化建模、数字化级放以及自动生成数控加工程序的软硬件系统，为实现鞋楦的完全CAD/ CAM 奠定基础。其中软件系统的核心内容包括检测采样数据预处理、曲面数字化建模重构、数字化级放以及自动生成NC 加工程序等。
在线测量技术作为鞋楦数字化的重要技术之一，国内外很早就认识到其重要性并进行了大量的研究，并且在实际中得到了广泛的应用。在超精密加工中，机床的精度比一般测量仪器和三坐标测量机的准确度还高，如果把机床和合适的测量一起有机地结合起来，即可实现零件加工精度的在线测量，这样机床既可做加工用，又可做测量用，扩大了机床的应用范围，又解决了零件的测量问题[6]。本次研究的是基于立式加工中心第四轴加工的鞋楦刀位点计算及其仿真系统设计。
从国内制鞋CAD系统多年的发展看，国产制鞋CAD软件主要还是针对鞋样扩放市场，对于高端的鞋样2D/3D设计、鞋底、鞋楦设计，优化排料等领域，虽有涉足，但与国内外系统比较还是有交大的差距。国内从事三维制鞋系统研发的单位主要有制鞋研究所、北京奥斯曼、福州大学三家，都推出过学术性的三维系统，但整体功能还不完善，真正市场还有篅@ひ欢尉嗬搿?000年，北京奥斯曼公司引进美国最新的三维设计平台。至今以成功地开发出鞋楦展平、鞋帮取跷处理、平面参数化设计、鞋帮三维造型设计；鞋底、鞋楦参数化设计；优化排料算料等核心模块，并正在进一步开发商业级应用系统。新系统利用了国际上新的曲面造型技术，并融合了独到的计算机取跷处理算法，软件的综合性能，完全可与国外先进系统媲美，在软件的易用型方面也将有大幅提升。
意大利的NEWLAST 公司已经成功开发鞋楦三维造型软件， 该辅助设计软件具有以下功能：(1) 输入输出数字化文件的功能； (2) 将一个楦头连接到不同的鞋楦模型； (3) 选取裁剪剖面并可进行最完美的连接；(4) 修改鞋楦侧面外形的相应长度，能使侧面图形的数字参数可以通过使用扫描仪读取，写入剪贴板；每个模型都可做到最完备的测量，测量所得的数据贮存于一个精确的技术文件中； (5) 根据鞋楦外形提供一个数字化模型反之亦然； (6) 修改鞋楦以制作一个新的楦头， 可由一个扫描仪来输入输出鞋楦侧面三个方向的截面； (7) 输入楦外形及模板，输入楦跟、楦底、楦头等，模板使用扫描仪或剪贴板； (8)楦跟编辑器，修改楦跟的外形，提供使用扫描仪或文件的模板；(9) 楦底曲线编辑器，可根据不同的楦侧面及楦底来计算、修改、裁剪楦底的周边曲线，(10)增加或移除楦底曲线，当必要时可以进行一连串修改；(11) 局部编辑器，在一个精确定义且封闭的区域内，可进行或大或小的修改[10] 。