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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,它适应了鞋楦品种多、制造周期短的现代鞋楦生产的需要,是当前制楦业提高鞋楦生产效率的良好选择。 本文紧密结合浙江省2002年重大科技攻关项目“鞋楦CAD/CAM系统开发及数控刻楦机研制”,对鞋楦加工设备及其实现方法进行了应用性研究,在国内首次提出面向集成的新一代鞋楦数字化加工解决方案,构建了一个集测量、造型、加工于一体的应用系统,论文主要研究内容如下: 1.根据鞋楦加工特点,面向集成构建了以通用的激光三维扫描仪为测量工具,以开放式刻楦机数控系统进行控制,以先进的刻楦机机床本体为加工基础,以鞋楦CAD/CAM系统为核心的新一代鞋楦数字化加工解决方案。 2.利用激光三维扫描仪对样楦进行测量,基于小波变换对测量数据进行平滑和降噪处理,得到真实感较强的样楦测量数据,从而形成鞋楦数控加工模型。根据鞋楦数控加工原理,基于投影原理进行刀位轨迹计算,并进行精度评价,提出了误差控制策略。为检验鞋楦NC程序的正确性,应用虚拟切削法进行NC仿真验证。 3.以系统误差分析为理论依据,完成数控刻楦机总体设计;应用有限元技术的现代设计方法对系统重要零部件进行分析研究,从而确保了样机开发一次成功。 4.结合现代开放式的数控系统的设计理念,以通用的工业控制机为支撑平台,以国产GT400-SV多轴运动控制卡为运动控制核心,以∑—Ⅱ系列交流伺服电机作为驱动元件,构建了鞋楦的数控加工硬件平台。开发了面向鞋楦数控加工模型的鞋楦数控系统。 文中围绕鞋楦产品,提出了从数字化测量到加工一体化解决方案:首先是基于通用激光三维扫描仪完成对样楦测试,再通过软件得到数控加工刀轨数据,最后利用专门的数字化加工设备进行加工。是对现有专门的鞋楦测量设备的一次革命,大大降低鞋楦数控加工的硬件成本。系统的成功开发,对提高我国鞋楦数字化加工技术水平具有一定的现实意义。