專利名稱：一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)。
以往的鞋模設計與制作，大多是以電腦輔助設計系統(tǒng)設計基準尺碼的3D電腦模型，然而此類工作卻需經多位電腦輔助設計/電腦輔助制造系統(tǒng)(CAD/CAM)工程師的設計與運算才能得出，而且在各種品牌鞋模的造型與配件結合時，還衍生出不同的尺寸復雜度，并且因鞋模的規(guī)格尺寸大小不一定，若以往的曲面模型架構下的電腦圖形，如要達到3D全尺碼自動級放或局部區(qū)域尺寸級放的功能則有相當大的困難；參閱圖5，即為目前鞋模開發(fā)的流程，其由電腦輔助設計/電腦輔助制造系統(tǒng)(CAD/CAM)工程師以基準尺碼3D電腦模型根據2D全尺碼工程圖的要求作級放，其中包括1、X，Y，Z不等比例縮放。
2、氣袋、油包、鞋腰加強板、裝飾件、LOGO…等多尺碼分段共用。
3、邊墻厚度固定。
4、鞋底橡膠厚度固定。
5、前翹高度設定。
6、鞋腰高度固定。
7、鞋底厚度固定。
8、指定特性線間寬度固定。
以上的作業(yè)程序需靠多位工程師憑其技能，花費很長的時間才能完成，而且工程師需對各種尺碼的3D電腦模型作CAM參數(shù)設定，并計算、撰寫NC程式，再傳輸至CNC加工機進行加工制作模型。
然因，鞋模的特點在于單價低廉但數(shù)量大，而很多品牌的運動鞋，其造型與配件的復雜度卻相當高，所以使得一個鞋模廠使用的電腦輔助設計/電腦輔助制造系統(tǒng)(CAD/CAM)及需要的工程師數(shù)量均相當多，因此便衍生出以下的缺點1、增加購置設備與軟件的成本。
2、延長制作生產日程，降低生產制作效率。
3、無法確保產品的品質穩(wěn)定度。
4、人員培訓不易，耗時且浪費成本。
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其可降低購置設備與軟體的整體成本，有效縮短生產制作過程，提高品質穩(wěn)定度，易于進行人員培訓和上線操作使用，且實用性強。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于包括前置作業(yè)，接受三角形資料進行包括共用件的分割、特征線選取在內的前置作業(yè)處理，并由使用者填寫級放表及幾何關系表，并將之輸入資料庫中儲存；主系統(tǒng)，使用者輸入各工程圖規(guī)格線及選擇各級放選項并輸入參數(shù)，而主系統(tǒng)將自動讀取級放表中的各尺碼的編號及尺寸，且讀取幾何關系表中包括各個檔案及共用件級放點在內的資料，后依序對第一尺碼中的第一幾何檔做級放運算處理，并在整群三角形幾何中建立拘束條件以區(qū)域變化的方式滿足各個級放規(guī)格，且找出因共用配件造成的幾何不連續(xù)位置并進行修護工作，最后將計算結果存入資料庫中相對應尺碼的位置上；后端工程，將基準尺碼做電腦輔助制造參數(shù)設定并存檔，而內部程式將解析其使用的幾何元件并從資料庫中取出新尺碼的幾何元件以更新之，此時該后端工程便自動計算出所有尺碼的尺寸數(shù)據并進行制成模型。
所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該三角形資料是由3D掃描產生。
所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該三角形資料是由CAD曲面轉換而成。
所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該主系統(tǒng)的運算處理包括有X，Y，Z不等比例縮放，氣袋、油包、鞋腰加強板、裝飾件、LOGO的多尺碼分段共用，邊墻厚度固定，鞋底橡膠厚度固定，前翹高度設定，鞋腰高度固定，鞋底厚度固定，指定特性線間寬度固定。
所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該后端工程將所計算出的尺寸數(shù)據制作成NC程式，以供CNC加工機進行加工模型，或將級放后的資料提供給快速成形機進行制作成型。
采用了上述技術方案后，本發(fā)明的一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，是使用三角形幾何模式來處理，其可取代習用人工操作電腦輔助設計/電腦輔助制造(CAD/CAM)軟件的復雜工作程序與設計，并且可簡便地與3D掃描、CAM相互結合使用，并以快速成型機(Rapid Prototype)或CNC加工機作量產級放工作，可達到鞋模全尺碼或局部區(qū)域的級放功能，從而具有了以下的效果1、降低購置設備與軟件的整體成本由于本系統(tǒng)的設置使用，可將原先4～6人及4～6套的設備軟件成本降低至一人一設備，使得企業(yè)的成本支出大量減低。
2、縮短制作生產日程其可將原先一至二周的工作日降低至一個工作日，提高了整體的生產制作效率。
3、提高品質穩(wěn)定度由于是以軟件自動計算，因此可以得到穩(wěn)定且高品質的成品，并且符合工程圖的規(guī)范。
4、人員培訓容易可將人員培訓由半年縮短至將近一周，提早讓人員熟悉工作并能上線操作使用。
下面，結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述。


圖1是本發(fā)明的制造使用流程圖。
圖2是本發(fā)明的前置作業(yè)流程圖。
圖3是本發(fā)明的主系統(tǒng)流程圖。
圖4是本發(fā)明的后端工程作業(yè)流程圖。
圖5是習用電腦化設計與制造作業(yè)流程圖。
圖6A-6D是本發(fā)明的各級放狀態(tài)的示意圖。
附表1是本發(fā)明使用的級放表。
附表2是本發(fā)明使用的幾何關系表。
附表3是本發(fā)明的輸入參數(shù)圖示。
如圖1所示，為使用本發(fā)明后的制造流程圖，在使用以三角形幾何模式處理鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放系統(tǒng)后，可取代現(xiàn)行人工操作電腦輔助設計/電腦輔助制造(CAD/CAM)軟件的復雜工作程序與設計，并且可簡便地與3D掃描、CAM相互結合使用，并以快速成型機(Rapid Prototype)或CNC加工機作量產級放工作，使生產能力得到有效的提高。
其中，本系統(tǒng)區(qū)分為在三個階段一、前置作業(yè)配合參閱圖2，本系統(tǒng)接受3D掃描產生的三角形資料(STL格式)，或由CAD曲面轉換成的三角形資料，進行共用件分割、特征線選取等前置處理，并由使用者填寫級放表(參閱附表1所示)及幾何關系表(參閱附表2所示)，再將之輸入資料庫中儲存。
二、主系統(tǒng)配合參閱圖3，使用者輸入各工程圖規(guī)格線及選擇各級放選項并輸入參數(shù)(參閱附表3所示)，如側墻厚度是否固定…等等，本系統(tǒng)將會自動讀取級放表中各尺碼的編號及尺寸，接著讀取幾何關系表中各個檔案及共用件級放點等資料，然后系統(tǒng)會依序對每一尺碼中的每一幾何檔做級放運算處理，而這些運算包括如下1、X，Y，Z不等比例縮放。
2、氣袋、油包、鞋腰加強板、裝飾件、LOGO…等多尺碼分段共用。
3、邊墻厚度(SIDEWALL THICK)固定。
4、鞋底橡膠厚度(RB THICHNESS)固定。
5、前翹(TOE SPRING)高度設定。
6、鞋腰高度固定。
7、鞋底厚度(BOTTOM THICKNESS)固定。
8、指定特性線間寬度固定。
由此，系統(tǒng)將在整群三角形幾何中建立拘束條件以區(qū)域變化的方式滿足各個級放規(guī)格，并且找出因共用配件造成的幾何不連續(xù)位置并進行修護工作，最后將計算結果存入資料庫中相對應尺碼的位置上。
再參閱圖6A-6D，其中圖6A代表級放前的狀態(tài)，橢圓形代表一共用件，周圍的三角形為鞋模本體；圖6B表示級放后共用件大小不變但會產生位移，而本體部分是依X，Y，Z的縮放值而改變大小，且形成如圖6C所示的間隙段差，本系統(tǒng)會在級放處理前記錄各三角形的相鄰三角形位置，級放后依相鄰三角形的間隙得到補償值；圖6D所示為以此補償值對產生間隙的三角形作位移補償后的結果。
三、后端工程配合參閱圖4，本系統(tǒng)可提供有效的自動級放功能，只要對基準尺碼做CAM參數(shù)設定并存檔，而內部程式將解析其使用的幾何元件并從資料庫中取出新尺碼的幾何元件以更新之，此時本系統(tǒng)便可自動計算出所有尺碼的NC程式以供CNC加工機進行加工模型，此外，也可將級放后的資料提供給快速成形機(RapidPrototype)進行制成模型。
然而，以往的曲面模型(Bspline、Nurbs、Bezier Surface)架構下的電腦圖形如要達到3D全尺碼自動級放的功能已具有相當大的困難，而三角形幾何模式系統(tǒng)卻還具有很好的局部區(qū)域變化能力，可作鞋模的局部區(qū)域級放，因此本發(fā)明不僅以三角形幾何模式開發(fā)一套鞋模3D電腦圖形全尺碼自動級放系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)還可作鞋模的局部區(qū)域級放。附表二幾何關系表$CAM＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝$INNER＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#INNER TOP.JDF$EVAIN＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#FOLD EI_R1.STL 3. 71. -7.5 4 3#FOLD EI_R2.STL 0. 53.6 -7.5 4 3#FOLD EI_R3.STL-2.3 36.6 -8 4 3#BODY EI_BODY.STL$EVAOUT＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#RIGID/1SHANK.STL -41.8-34 0 4#RIGID EO_BAG.STL -12 -100.8 0 4#FOLD/1 EO_RIB.STL -12.3 -135.4 -27.4 4 1#BODY BODY.STL$INSERT REF QFILE＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#RIGID SHANK.STL SHANK_OUT.STL#RIGID EO_RIB.STL RIBON.STL#RIGID EO_BAG.STL BAG_OUT.STL$RBIN REF FILE＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝$RBOUT＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#RIGID/2 RO_LOGO.STL -14. -85.3.253#BODY RO_BODY.STL附表一級放表流水號尺碼 X Y Z 前翹 共用件群組1 共用件群組2＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝#GRAD160 -1.06 -4.23 0. 026#GRAD265 -1.06 -4.23 0. 026#GRAD370 -1.06 -4.23 0. 026#GRAD475 -1.06 -4.23 -1.5 066#GRAD580 -1.06 -4.23 0. 066#GRAD685 99 27243. 16. 5 66#GRAD790 1.06 4.23 0. 066#GRAD895 1.06 4.23 0. 066#GRAD9 100 1.06 4.23 00 106#GRAD 10 105 1.06 4.23 1.5 0 106#GRAD 11 110 1.06 4.23 0. 0 106#GRAD 12 115 1.06 4.23 0. 0 10 16#GRAD 13 120 1.06 4.23 0. 0 10 16#GRAD 14 125 1.06 4.23 00 16 16#GRAD 15 130 1.06 4.23 1.5 0 16 16#GRAD 16 135 1.06 4.23 0. 0 16 16#GRAD 17 140 1.06 4.23 0. 0 16 16#GRAD 18 145 1.06 4.23 0. 0 16 16附表三輸入參數(shù)
權利要求
1.一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于包括前置作業(yè)，接受三角形資料進行包括共用件的分割、特征線選取在內的前置作業(yè)處理，并由使用者填寫級放表及幾何關系表，并將之輸入資料庫中儲存；主系統(tǒng)，使用者輸入各工程圖規(guī)格線及選擇各級放選項并輸入參數(shù)，而主系統(tǒng)將自動讀取級放表中的各尺碼的編號及尺寸，且讀取幾何關系表中包括各個檔案及共用件級放點在內的資料，后依序對第一尺碼中的第一幾何檔做級放運算處理，并在整群三角形幾何中建立拘束條件以區(qū)域變化的方式滿足各個級放規(guī)格，且找出因共用配件造成的幾何不連續(xù)位置并進行修護工作，最后將計算結果存入資料庫中相對應尺碼的位置上；后端工程，將基準尺碼做電腦輔助制造參數(shù)設定并存檔，而內部程式將解析其使用的幾何元件并從資料庫中取出新尺碼的幾何元件以更新之，此時該后端工程便自動計算出所有尺碼的尺寸數(shù)據并進行制成模型。
2.如權利要求1所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該三角形資料是由3D掃描產生。
3.如權利要求1所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該三角形資料是由CAD曲面轉換而成。
4.如權利要求1所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該主系統(tǒng)的運算處理包括有X，Y，Z不等比例縮放，氣袋、油包、鞋腰加強板、裝飾件、LOGO的多尺碼分段共用，邊墻厚度固定，鞋底橡膠厚度固定，前翹高度設定，鞋腰高度固定，鞋底厚度固定，指定特性線間寬度固定。
5.如權利要求1所述的實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其特征在于該后端工程將所計算出的尺寸數(shù)據制作成NC程式，以供CNC加工機進行加工模型，或將級放后的資料提供給快速成形機進行制作成型。
全文摘要
一種實現(xiàn)鞋模三維空間電腦圖形全尺碼自動級放的系統(tǒng)，其前置處理階段接受三角形資料進行共用件分割與特征線選取，由使用者填寫級放表與幾何關系表，輸入各工程圖規(guī)格線及選擇各級放選項并輸入參數(shù)；其主系統(tǒng)階段自動讀取級放表及幾何關系表中的資料，然后依序對每一尺碼的每一幾何檔做級放運算處理；其后端工程階段，對基準尺碼做CAM參數(shù)設定并存檔，并自動計算出所有尺碼的尺寸數(shù)據進行加工模型，從而實現(xiàn)3D全尺碼自動級放的功能。
文檔編號G06F17/50GK1316709SQ00105719
公開日2001年10月10日 申請日期2000年4月3日 優(yōu)先權日2000年4月3日
發(fā)明者李宗祐 申請人:通業(yè)技研股份有限公司