鞋楦CAD中的建模与扩缩技术研究

摘要

中国的制鞋业正面临着挑战，传统的作坊式生产已经不能满足经济发展的需要，因此必须对现行的制鞋工艺进行全面的自动化改造。鞋楦在制鞋工艺中至关重要，鞋楦设计和加工的好坏直接关系到成品鞋的质量。所以将CAD技术引入到鞋楦的设计制造中是改造传统的制鞋业，使其向信息化方向发展的关键，也是未来发展的方向。我国在这一领域发展相对滞后，所以对它进行研究是非常必要的，具有重要的理论意义和实用价值。 本论文受国家攻关项目资助，目标是在对鞋楦CAD技术进行深入研究的基础上，开发出一个实用的、稳定的鞋楦CAD软件，使其能在实际的应用中与鞋楦测量仪、数控刻楦机一起完成鞋楦测量、设计和制造，从而增强产品的竞争力。 论文首先分析了在制鞋业中发展CAD技术的意义，研究了该技术的国内外的发展现状。然后从一般的建摸技术出发，经过分析和比较，提出了描述鞋楦三维轮廓表面的离散造型方法，完成了鞋楦在数学上的几何描述，作为鞋楦CAD和CAM的基础。 另外，讨论了在只有鞋楦的表面数据的情况下，鞋号、围度以及基本宽度等鞋楦重要参数的计算方法。 为实现对楦面的局部修改，本文通过对一般物体变形技术的分析研究，指出这些方法应用到鞋楦的局部修改时存在的问题和不足。然后针对鞋楦异形曲面的特征，作者提出了根据曲面上网格线斜率的变化来决定变形的强度的自适应算法。为了实现鞋楦的扩缩功能，首先研究了鞋楦底部轮廓的识别算法，然后根据鞋楦设计规范，分别对鞋楦进行长度缩放和围度缩放，进而实现整体缩放。 论文介绍了作者在以上这些算法的基础上开发的鞋楦CAD系统软件。该软件以鞋楦CAD数据库为核心，分别实现了鞋楦CAD的主要功能。该软件是在VisualC++6.0的开发环境下开发的，同时，在开发中引入了OpenGL技术加强显示功能。整个软件实现了与鞋楦CAM部分的连接。通过运行测试，完全达到了设计指标要求，可以进行实际的应用。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1鞋楦在制鞋工业中的地位和作用

1.1.1鞋楦的分类

1.1.2鞋楦的主要功能

1.2皮鞋制造业引入CAD技术的重要性

1.2.1传统制楦方法的不足

1.2.2国内外皮鞋CAD的发展概况

1.2.3在制鞋工业中引入CAD技术的紧迫性和必要性

1.3课题的提出

1.4本章小结

2鞋楦的几何建模理论

2.1建模技术及其发展

2.2三维物体的几何建模技术

2.2.1线框建模

2.2.2表面建模

2.2.3实体建模

2.3鞋楦的几何建模理论

2.3.1应用表面建模技术存在的问题

2.3.2离散造型法的提出

2.3.3鞋楦三维模型的计算机内部表示方法

2.4本章小结

3鞋楦设计的基本原理

3.1鞋号及鞋楦尺寸系列的安排

3.1.1鞋号与型号的分档

3.1.2脚型规律

3.2鞋楦特征参数的计算

3.2.1鞋号的计算

3.2.2鞋楦基宽的计算

3.2.3鞋楦跖围的计算

3.3本章小结

4鞋楦的局部修改及扩缩技术研究

4.1鞋楦的头部的厚薄修改

4.1.1变形技术的研究

4.1.2基于斜率变化的自适应算法

4.2鞋楦的底部扩缩技术

4.2.1鞋楦的底部轮廓识别

4.2.2鞋楦的宽窄修改

4.3鞋楦的整体缩放

4.3.1鞋楦的长度缩放

4.3.2鞋楦的围度缩放

4.4实验结果及相关分析

4.4.1鞋楦主要特征参数的计算结果分析

4.4.2整体缩放结果分析

4.4.3皮鞋CAD系统的效果与效率分析

4.5本章小结

5鞋楦的的显示及真实感图形的生成

5.1鞋楦的图形变换

5.1.1二维图形变换

5.1.2三维图形变换

5.2鞋楦的消隐显示

5.2.1消隐的基本概念

5.2.2鞋楦的消隐

5.3鞋楦真实感图形的生成

5.3.1OpenGL技术的应用

5.3.2鞋楦的真实感图形的生成

5.4本章小结

6皮鞋鞋楦CAD软件系统框架及程序设计

6.1皮鞋鞋楦CAD的组成

6.2皮鞋鞋楦CAD系统软件运行流程分析

6.3皮鞋鞋楦CAD中的数据库设计

6.4与鞋楦CAM系统软件的连接

6.5本章小结

全文总结

致 谢

参考文献

附 录