автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Разработка и исследование новых методов компьютерного проектирования обувной оснастки

Р Г Б ОД

На правах рукописи

ГОРОХ ЕЛЕНА ЛЕОНИДОВНА

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБУВНОЙ ОСНАСТКИ

Специальность: 05.19.06 - Техноло.ия "бувных и

кожевенно-галантерейных изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой с^епечи кандидата технических наук

Санкт-Петербург,

Работа выполнена в Сзнкт-Петербургском Государственном университете технологии и дизайьа

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Комиссаров А.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Фогта Т. Т.,

кандидат технических наук, технический директор АО "Виктория" Петренко В.Н.

Ведущая организация

АО "Виктория"

Защита состоится 1? декабря 1996 г. в час.

на заседании специализированного Совета К 063.67.01 при Санкт-Петербургском Государственном уни; ерситете технологии и дизайна, ауд. 241. а

,лрес: 191 065, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Государственного '■ниверситета технологии и дизайна.

Автореферат

/Г.. у/

1996 Г.

Ученый секретарь сг^циа лзированного Совета К 053.67.01. кандидат технических наук

Н. М'.Друзгальскьл

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Анализ развития современных САПР обуви выявил тенденцию к увеличению числа систем индивидуального заказа обуви, включающих электронные стопомеры для полкой оцифровки поверхности стопы в системе с ПЭВМ.

Традиционные методики проектирования нового фасона обувной колодки сводятся к построению ограниченного числа плоских шаблонов, предназначенных для контроля его изготовления. Количество опорных точек на контурах шаблонов недостаточно, что приводит к субъективному вычерчиванию кривых на многих участках. Сложная криволинейная поверхность колодки не может быть однозначно задана ограниченным набором плоских сечений. Поверхность колодгл моделируется колодочником вручную и не всегда соответствует ьсем иабло-•'зм, что впоследствии сказывается на проектировании технологической оснастки и точности сопряжения поверхностей. Поэтому, существующие в настоящее время компьютерные системы проектирован;:.! обуви используют информацию не о стопе, а о поверхности колодки, полученную с изготовленного вручную прототипа и не обладают возможностью проектированы формы по индиЬидуальным данным.

. Использование интерполяции сплайнами при описании поверхности колодки, требует задания от трехсот до тр^х тысяч гоординат узловых точек, получаемых с обмеренного'лрототипа.

Таким образом, проблема создания единой методики проектирования обувной колодки и другой технологической оснастки без образца с разработкой принципиально новых методов моделиров. лия поверхностей явлгется актуальной.

Цель и задачи исследований. В данной работе разработан и исследован новый метод компьютерного проектирования объемной фор.м обувной колодки и производных от к^е рабочиг поверхностей технологической оснастки'без использования физическ го прототе;а.

Для достижения^ поставленной цели решались следующие з:дачи:

1. Проведен анализ траллционных меюдик проектирования объемной формы обувной колодки и другой технологической оснастки, способов математического описания повер: лости колодгч, с-чуктуры и работы современных САПР обуви.

2. Выведены единые закономерности формообразования поверхностей сложно*, формы об'/впго производства с • далью разработки их математического описания.

3. Разработаны математическг? модели поверхности колодки и производных от нее поверхностей технологической оснястки, допускающие генерацию объемной формы .»лодки минимальным числом участ-I'vOB бикубической nor рхности.

4. Исследованы вари?-,ты математической модели колодки на адекватность "с различны фасонам ре ¿ль них колодок, в результате •¿его доказана пргтгичесная применимость предлагаемого метода описания l.JBepxnocTH к .лодки.

5. Проведен анализ точности генерируемой на компьютере поверхности кслодки в интерактивном режиме путем сопоставления промежуточных .'-сон туров поперечных сечений сегментов с одноименными сечениями контролируемого образца.

6. Разрабо-ты рекомендации по использованию исследованного математического аппарата для целей компьютерного гтс актировали" обувной колодки без образца.

М'тоды иссле-лований. Для решения поставленных работе задач применилась комплексная методика исследований, которая объединяет методы теоретического анализа и проведение эгс..эриме"Тов по описанию поверхностей колонок различных фасонов, ¿Использованы методы век-срного параметрического предъявления поверхность Экспериментальные данные получены с по: эщьы высокоточного автоматического устройства для измерения j&Lev*?0B сложной пространственной фс мы." Результаты эгспегиментоз обрабатывались на ПЭВМ в интерактивны режк...е с контролем и анализом отклонений математичилсой модели ov этало-з пг> копту; im поперечных сечениг

Научная новизна работы.

1. В да..лой работ1 применен единый подход к проектированию объемгых ПС эрхностей сл.йеной формы обувного производства, пс во-л;;вший разработат* стгуктур-ую схему процесса проектирования обувной технологической оснастки без использования .¡рототипа колодки.

2. Испытаны четыре варианта описания полно:*- поверхности ко-лодк,. ,'дх' боковой поверхности и слея.ч с-дс.-мго) ми- имальним числом участков, ограниченных сегментами -ри-шх, :;иаьагшх в векторной парамэтри':-;ской форм?.

3. Раьработан алгоритм поиска онтим-чльжл! тсчга гладкой оты-ковки, а также границ допустимого располох'-нчя точек стыковки элементарных учлотков крипа, об радующих контур nonoi»' шг вертикального се .ения колоки. • .

А. Предложены методы модифика!-. ;и. поверхнос ги «осочн». 1 части колодки, образованной двумя треугольными участками бикуби-фской поверхности.

5. Проведено описание поверхностей различнгч фасонов реальных колодок разработанным методом, в результате чего дс .азана практическая применимость задания поверхнос-и колодки «инималь ж ч; ^лом элементов оикубическ л пог рхности по предложенной схеме.

6. Чроведено экспериментальное сравнение •юверхностей, генерируемых на экране компьютера с ре~и>ными колодка^л, в результате чего доказано, что здание определенно! о набора 1_аркасниХ сечений достаточно "ля правильного определения непрерывной пове; ¡ности колодки. Это позволяет оо/ществ.^ъ проектирование колодки без образца.

7. Разработа.а специфическая математическая модель для описания поверхности колодки для изготовления особо и;, ладных вьгико-каблучиь-: ленских туфель типа "лодочка".

Практическая значимость работы. С внесением предлагаемых в рас .те методов появляется возможность заменить трудоемк..Л проц< :с ручного модгчирог ъия колодки компьютерным дизайном в дне оговом рс-име Оез использования физического прототипа. :"зло"энный в работе метод математического описания криволинейной поверхности минимальным числом бикубических эле>- нтов, ограниченных участками параметрических крк ix, которые содержат не более одной точки из-менени: знака кривизны, является универсальным для объектов сложной формы г обувном прс Уводите. Конечным результатом выполнен ной работы яишется реализация математической модели в дискрет-но-цифропом виде с чоличеств'ч точек, по* золящим рассчит гь траектории хода фрезы для лзготов..энп юлодк" на обог-'Довании с числовым программным управление*... Результаты работы внедрена в учетный процесс в виде методических пособий ло проектированию обувной колодки без образп. Работа внедрена на А> "Виктор я". Экономический эффект от внедрения 100 ллн. рубле"

Апробацо: работы. Материалы диссертационной работы были до-лоя^ны на научно-технических совета" АО "Виктория", ОАП, "Г.^юле-тарская Пгбеда", нг. секциг конс^оуиров-лия изделий из кожи, .на к«^4>едре технологии и конструирования изделий из коли СПГУТм.,

Публикации. По тем« диссертации опубликовало три печатные паботы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из'-

б

введения, четырех глав, выводов по главам и работе в целом, спи ка использовакаых источников. Работа излс:;ена на страниц, машинописного -екста, содержит// та^чиц, 42 рисунков; библ>;огр, фию изнаименований, приложения на/3-/ ст.аница;.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность гемм, сформулированы це ли и задачи исследований, отражены научаая новизна и практичеекг рчачимость.

В первой г лаве проведен анализ существующих методов проекти рован.л обувных колодок и другой технологической сгчастки, иссле дов-^ча структура 1: работа современных компьютерных систем проек тированич и изготовления сЭуви.

Лз тг аиционных методик проектирована индивидуально? о^ув лишь метод гипсовых слепков ;;ает па'ную информации о характер объемной поверхности стслы. пазрабатывэпмое в настоящее вр'м: оборудоиан-е на базе средств цифрового телевидения в системе < ПЭГ'.! поаволгзт заменить этот трудоемкий и неточный метид высокоскоростным бес жтактш скслировчнием всей 1$Эвь-рхности стопы 1 рассчитать все необходимые .параметры Ксшгестео опорных точек н; контурах шай'онов не достаточно дня их однозначк лчэ задания, чте приводит г субъективному ь ;черчиваки»-кривы* на многих участках. Ограниченное "исло контроль!"« шаблонов и их расположение затр'Д-ньет целенаправленное проектирование, ;;оверхнс~ти колодки. Р подавляющем большинстве случаев нор1«': фа^он колодки создается на Са-е уже существ упего образца с потною м<?х. .шчрекой коррекции его ¿ермы. Следовательно, пря! ><.• «ороне-сение традиционные методик проектирования ъ САПР колодск затрудни .ельно. Проблема проектирования индивидуально», обуьи мокут быть с разработкой нового метод" компьютерного моделировании'поьл-ру.:ю'-Т11 колодки без использования образца.

"сследование методов проекту оиаг'ч р-'^с поверхностей обуздай' технологической остяка итшо кпук.ч ви& единого подхода к проектированы) колодки и л, угойЪл'сгго!. .Котси» конструирования'' рабочих поверхности! •^гхаол^гг.м'.'Спогг- •¿опудог.гаш от" о' ;' *. взны ка построении .¡аГ.эра.плоских дол-одв, '-то осложнис? п: с*-к • •. тирояяме поверхности и требует и р"сул|.таг(-' большого ■ -ела ручных доводочннх операций. оС'лдшщяе системы- г:б///«!;о!; г;рг-"кт!П'-

рания поверхностей обувной солодки и другой технологической оснастки позволит пэвыгтгь точность сопряжения поверхностей, избежать доводочных пераций.

Современные компьютерные сипами проектирования и лзготовле-н-я обу. л достигли достаточно высокого уровня техники, но используют информацию об объемной поверхности колодки, полученную с изготовленного вручную прототипа. Поверхность интерполируется сплайнрчи, что затрудняет выполнение модификаций формы, так как изменение даже одно'" координатг узловой ¿'очки ведет к трудно управляемому пересчету всей функции. Разработка нового метола компьютерного моделирования поверхности обувной колодки позволит реишгь задачу создания автоматизированном системы индивидуального заказа обув'и.

В настоящее время в мире разрозненно существует вся аппар т-.-¡ая бага для создания единой сис -емм проектирования технологической оснастки. Для объединения элементов системы необходимо разработать новый ,ле', од компьютерного пр:-эктирования обувной колодки Оэз образце, позвеляюздй оте^иров/'.ть глобальными учг^тка-'и поверхности. -

Во второй главе приведены результаты исследования методов работы и возможностей последних рлзраооток систем автоматизированного проектирования индивидуальных колодок по данным обмера-стопы, проведенного в России и в Великобритании.

Исследования выявили преимущества, которыми обладает пгтома-тическое бесксптактьоэ устройство для обмера стопы, разработанное в М7М им. С.М.Кирова профессором Комиссаровым А.р. По сравнению со стопомером фирмы Footscaп (Великобритания'), отечественное устройство не имеет движущихся частей, обладает быстродействием и доступной стоимостью элементарной базы, все измерения производятся и автоматическим режиме и позволяют изучить распределение натру;.;« весом тела на стопу. Система проектирования колодок фирмы РооЬбсзп, является, по существу, чомщмтеризованной подгонкой готовой кигодкч "од индиЕлдуальную стопу.

Сравнительный анализ современных отечественных и западных методик и ста!гартов на проектирование обувных колодок выявил основные формозагак-яе контуры. Выделены зоны попр ности колодки, п^оегтируегые по одинаковым критериям (габарит стопы для пяточной зоны, обхваты сечений для „учковой, высотные га; шатры для нос-очной эошО. Кд дvю из зон делательно задавать в целом одним набо-

ром данны

цг результатам исслед. зания ра^ичны" способов математического описания выбран ,зтод, предложенный профессором Комисс дровым А.Г., задани кривы и nosepxi стей сложной формы обувного производства минимальным числом участков, ограничен ых °чементами кр; вых, выраженных в векторной параметрической форме. Метод позволяет ~ сосчитать лобую точку "чутри участка поверхности по данным о кс туре граничн \ кривой. Для правильного формирования поверхности колодк.1. необходимо рационально расположить one аые контуры, явле шиеся раницами сегме..тов поверхности,' то есть сост.шить схему сегментации. '

Lu результатам исследований моди^'и^тций фор ы колодки, выполняемых совпеменными компь. герными системами проектирования обуви и методиками подгонки колодок под индивидуальные данные , ст'.ты, раз; аботан перечень основных модификаций, рекомендуемых для выполнения системой компыот рн^о -проектирования ¡солодок в диал говом ; ашме. Основы»« видами модификаций являются: поднятие пяточной части на заданную ¡исоту, разворот но^очн;м части на , заданны" угол, коррг-одия контуров грани след", гребня и пяточн^о закругления, моди^чкации носочной части.

Исследования работ в ооаас-ч объемного проектирования обувной техь^логи-еской ос.; £тки на базе поверхности коленки позволил р ?работать структурную схему ироцес -а ¡компьютерного проектирования обувных колодок и другой технологической оснастки без исп^яь-л,|аования фиаичелюго прототипа колодки.

Поверхность стопь:, с^ояшей на плоскости, оцифровывается на автоматическом беышнта 'тноы устройстве. Контуры сечений каркаса колодки конструируются в диалоговом режиме на экране компьютера ..а фоне одноименных конту[ в ст^пы. По сформированному каркасу оеу-дествдяет^я -асчет ^дадкой поверхности, после чего выполняются м-ди(*чкации дли придания поверхност" кол~дки требуемой формы. По окол.^ании проек'- фо^ания возможен контроль сжат"Ч сгопы оиувью путег сравнения периметров сечении стпы и колодки.

Сие.¿ма должна рключать объемное градь,ование поверхности олодки. Отгрдарованная цифр зая модель колодки является основой для щ екти^ования конструкции обуви i табочих поь,рхностей технологической ociacTK". Процесп компьютерного проектирования колодки ч друг ж технологической ос астки aar ?ршается расчетом траекторий хода фрезк длг иэгс/овль.шя объектов сложной формы ^ irc

.дующей трансля 'ей данных в форматы с^орудова! .я о числовым юг,а>,шньм управлением

В_ тетьей главе .приведена но. 1Я методика, разработанная для 1исания объемной поверхности колодки и другой технплогическ.л знастки.

Поверхность колодки задается мт..мадьным числом участков, ._«дый "3 кйтор. с .шляется двухмерным пара» трическим полиномом (ц, V), где ' - в ктор, содержащий хюыинаты точки пиверуости, ц и V - параметры. Для снижения "олет хзтва вводимо*- информе"ии удобства оперирования участками поверхности, • •элесообразно ис-ользовать представлен"? полипе ./а в форме Безье

1 3-1 4 , э 3 3131и (1-й) v (1-У) Р!(и,у) - ¿; Е Ги----.

I -о л -о

(3-1)111(3-3)13!

Смысл метода состоит в том, что внутри каждого участка пьра-(етриче^кой поверхности гарантирована глалкос!^. Изменяя ..алолене векторов узловых точек г^- можно целенаправленно измен? ь ха-»актер поверхности лр., сохранении ее ладкости г лекальн^сти. В ¡лучае С:.кубичекг"о полинома для ¡глдого уичстка поверхности та-шх в'чтороч шестнадцать. Участок кривой ме»ду начал, ной и конеч юй узловыми точками управляется векторами двух других узловых точек характеристического многоугольника, имеющих „шел пар^ег-ч,1ческих производных, располагающихся га ссательш'ч а оп^р^ых

гочкэх.

с дание ,.окту;;:в ка^.саса, раздечяющег поверхг тгь на еди-, 1ичиыи сегменты, осущь^гвлчется о поморю стыковки э«емент?пны" фивых 1 точках пересечения контуров. Лекаль..асть составной кризов соблюдается при коллинеарноегч вектс эв параметричеаадх про-I: одных, пролодящих по касательной в точке стыковки элементарно "тастков. , асчет гладкой со^нвнс* поверхно :и происходит по /с-яовию согласована' перекрестных производных

2

dR сЮ & -- — + •—

сасIV <11' (IV

Задача исследования - теоретически и экспериментально определить рациональное м "зтоположрния точьк стыковки :онтуров образующих кар'-чс поверхности колодки, иг эдя иэ условия миг-'м^заци! числа эл' ментг^ных сегментов.'

Для решения тотав^нной -адачи выбрана I .сте. а базироъ^ния колодю' в координатных осях, позволяющая минимизировать объем вводимой инфо! (ации при разрабо-ке програм) :огг обеспе- эни.1. Выбраны направления иг'"?нен I параметров и и v. Разрабт™анг> специфическая система каиме'Ю'*ший с эрных мочек, сонтуров и участко пове, сности.

Элементарная кубическая кпив^л, з_^авземая в векторной параметрит .¡кой форле, содержи'* не более одной точки изг^нения ; ака кривизн)' Кс гурч пог°речк-,-вертикальных ^е.ченг"> были проанализированы по этому признаку, чю п~э дило задать сечения от пяточной ча^/и дс пучков ^"-ырьмя, я от п-чков д носка колодк" двумя элементарными сегментами. Наличие четырехсегментных участкоя при-зело л неоГ -эд имости введени доь_лните.-мюго продсш ю-горизон-тал»чого опорного К01..ура в тс зонах, г„е сучения состоят из четырех элементарных /частков (рис '). Разработана схема сегмента-ц I объемной формы кпчодки следуюшши опорными контурами:

1) граьа следа колодки;

2) пг-дольно-поевой профиль, лежащы в плоскости У02;

3) грань технологической площадкь,

41 замкнутый контур талии, лараллел чый плоскости ХОУ;

б) четыре поперечно-вертикальные сечения.

Предложено следующее взаимное рас' -ц дение -онтуров. Селение

1 отделяет горизонтальный участок техно;, гической площадки. Сечение Геленок адает конец техн. .огической площадка и начало гребля колодкг Сече! :е Пущ [.^сполагаеися в мегте касания про-дольнг осер^г. счения следа колодки /оризо. :альпой оси 0У. Расположение'сечения К оок варьируется, в зависимости с* контура пг филя, при уловии мак' /мальноп- приближен.:я к сечению Пучки. Контур талии задается на высогз тыковки профиля с сечением Пучки.

1.точная часть Соковой поверхк-стг колодки, а также носочная ч пяточная чагти г^верхности и.ег 1 образованы двумя эле гентарныы участктми поверхности, причеи, четырехугольны: сегменты вырождается треугольные. Д^'^оущес.вления расчета .гладкой -оверхности носка по формулам применяв "я со..дук^ий подход. Пусть кривая 01

„хема сегментации ¿.оверхнеети колода-:;

;г ■ - ■ ■

пинадлекит профилю, кривая 23 - грани следа, кривая ^ - участку^ поперечною сечения, а точка 0 - точка носка (или пятки), тогда: на. лаць^аются условия

R(0) = KÍ.2);

3)

Q;

mos dR(2)

dV' dv

2 2

d R(0) c. R(2)

d"dv dudv

dR(0; dR(2)

du dv

Проврден ; редварительный вычислительный эксперимент по описанию поверхности низкокаб^/чной женской коло; и фасона 957, Г", I? (СЬ "А^ба";, п^ка&авиий нарушение г здкости в точке стыковки контуров талии, профиля и сечения 1.,чки. Дль соблюдения гдад1состн сшивки участков поверхнс ги .амкнутый контур талии ~ыл ваменен на раз лп лутьш со стыковкой н.. сечение Пучки (пунктирна линия на рис.1). Разработаны процедуры автоматического расчета гладк:д стыковки. Проектир аание разгчкнутс.го контура тали., привело к неоднозначности местоположения точе>-. стыковки.

Выгюлнень ' 'хзтные эксперименты по заданию ¡.¿ивых и участков поверхностей технологической оснастки обувного производства, исс-ледо аны условия гладкой стыковки элемг парных сегментов. По результатам исследов .Лий выде*ены типы элементарно кр1. их, задаваемых в фоше Бе ье в зависимости от расположения векто, >в пара-мет- лческих г оизводных. Разработаны алгс итмы. реализующее авто-матичеспй поиск оптимального положения и п^ед ;лов допустимого расположен«. точки гладкой стыковки элементарных участков кривых.

Разработаг определения типа-форм носочных частей коло-

док по способу задания элементарного участка кривой, хватив- дий лее многообразие простых геометри зских форм. Схема сегментации носоч..л1 части состоит ив трех опорных контурор- следа, профиля и поьеречного сечения ио .ла. Элементарная кривая по стсобу задания можгт быть: гладкой кривой, ломаной или прямой лшгчей. При это« обаее число типов носочных астей

а

3 «- ¿7.

Математическая модель пасочной часта колодки ''ьша . сследова-на на ПЭВМ о помощью полутоновых реалистически . изображений в среде \МОСЛГ для всех двадцати семи типов носочных частей.

Разработана и иссле-ована м^ :е) .тическая модель повер.сноти следа. Покааано, что местоположен'"' каркасных сучений боковой поверхности колодкг сптве'1ству>т их положению п каркасе следа. Это позволяет об^чдинитс обе математичег -ие модели в одну „ля расчета траектории уда фреьи при изг.говлении колодки на оборудовали" с ЧГ.У. Математическая модель следа служит ос..овой одя проектирова-1ия пресс-форм для формования /сталей низа обуви. При этом чско-мая поверхности мол ^т быть рассчитана го формуле

<1г .Ц,V)

(--X---)

йи du г"' (и,у) - г (и.у) + к —---,

| сИи.у) (Зг(и,у) |

| йи с1и |

где в случае проектирования следа затянутой обуви, '*ожет Сыть выражено как набор толщин

* = - ,ц +....+ ^ +...Ьп , 1 - 1,. .

Ясс; дов^а математическая модель пуансона, для формования жесткого задника каи- рабе ей поверхности пре^с-формов^чного обо-рудовачия с наиболее сла.ным формообразованием. Схема сегментации ' 'поверхности пуансона хорошо согласуется и кг., кас^-м поверхности колодки. На основе анализа формообразование предложены и исслодо-лаич три варш .та схемы сегментации, ' состоящие из: четырех сег ментов для вчеококаблучь-й обуви, дчух сегментов для чзкокаблуч-ний и одного сегмента для бесподкладочно. > обуви.

В четиертой главе приведены результата зкепер ^ент' по отработке ме^да математическог з моделирования г л колодках различных фасонов^ Для проведения ^кспер"мента проанг чизированы клгзоифика-гчоню-з признаки, влияющие на формооСраг^вание, по кс -'р^ч выбраны образцы колодок различг % типо-форм: 057 (ОГЛдьСа,"),. ¿¡23 (Институт ортопегми), 3501 (С. "Ленвест"), 278 (С„;"Ленв<«;:0"К 201-

ПК (АО "ск'-ро- од"), 998, 873, 875 (ОГАльба").

Эксперимент сотояд в обмере образца колодки на устройстве для измерены сложных тел вращения в цилиндрических координатах (R, <?, 1), разработке и равнении математической модели с эталоном. Оси базирования измеряемого объекта в устройстве согласовывались с расположением каркаса кс лодки в координатных осяу. Данные о поверхности измеряемого образца снималась в виде набора поперечно-вертикальных сечепий с шагом 5-10 мм. По откорректированным сечениям вычерчивались контуры грани следа, продольно-осевого профиля и технологической площадки, п^сле чего выбирались опорные сечения для сегментирования поверхности на зоны :: вычерчивался контур талии. Определялось местоположение опорных точек, в которых по касательным к контурам строились вектора производных. Ко-орд наты опорных точек и конце векторов в сторого определенно.! последе зат°лькэсти заносились в файл данных, фрагмент которого приьгден в таблице 1.

Расчет гладкой поверхности и контроль результатов эксперимента осуществлялся на ПЭ1.М, для чего было разработ-но программное обеспечение на языке Турбо Си, позволяющее контролировать следующие параметры: каркас поверхности колодки ^рис.2), гладкость сшиг-эд и характер поь-рхносги по ходу параметрических линий (г'-'а. 3), отклонен, я вну-ри зон по поперечно-вертикальным сечениям.

Контроль отклонен»..* математи-еской модели от эталона производился в ^иалогепом режиме. Отклонения по опорным контурам каркаса не превышали 0,5 мы. Для оценки всей говерхности по внутренним поперечным сечениям разработан глгоритм, позволяющий анализировать отклонения г зависимости от зоны. В пяточной, гел ночной я неточной зонах выполнялась точная подгонка контуров по габарит. Для пучковой и пальцевой зон осуществлялся контроль площади сечений. При отработке математических моделей образцов использовалась визуальная оценка отклонений'с помощью наложения контуров односменных промежуточных сечений с шагом 5 мм. Отклонения по нормали не превышали 1 мм. ..аибольшие отклонения получены в пучковой зо"е в области перехода от двухсегментных сечений к четырехсегментным.

При не,довлетворительном ре^/льта^е ь.-/делмрования, изменялись координаты векторов производных.

Моделирование поверхности колодки для особо изящных женских высококсиЗлучных туфэль типа ' лодочка" выявило "еобходимость -ведения дополнительного Селения Лэрешы в схему сегментации в пуч-

Тг. лица 1

Фрагмент файла данных 3dlst.ini

¡схема МОБ •.точки с-чковки

уагипе^............. 9.9

уагШе?х..........'.6

,;УСА-14" 2Г,22; ЕОА 22,15 ¡настройка масштаба экрана г"нзм,по горизонтали... 27

разм.ло вертикали..... 21

смсденму мево........ 70

смещение вниз......... 250

Глобальные модификации

поворот носка........О

выcoт¿^ каблука....... 28

точка пятки......х____ О.......у________2-*5

;Т^бл.1 след

опорные точки

пятка ле^ая......х____ 18.5...«________19.с...2.... 31

пятка правая.....х____ -29.....у.... 19Ь.. .г____ 31

теленок левый____;<.... 12.....V.... 135. ..2.... 16:5

геленок правый... х... -35.....у..,. 135...г... 15

пучки Левый......X.... 37.....у.... ЬО...2.... 9

пуч. л правь,'":.....х ... -41.....у________88...2____ 9

носок левый......х.... 28.....■--------55...г.... 20

носок правый.....х.... -32.5.. .у.... 55... г."... и

гочкг носка.....,х____ О.....у.... 5...2---- 42

; прои; зодные нулевые

пятка левая.....х____ 19.....V________245...г---- ?8

пятка правая.....х ... -19.. ..у________245. .г---- ¿8

Геленок левый____х____ 11.....у________168. ..2..., 30

Теленок правый...х____ -30.....у.... 165...г.... 30

пучки левый......х... х7____у____ 99----г..:. -3

пучки правый..... х____ -42.....у.. . 11?....:----- С

пальцы л.вые. ...х____ 38.....у.... 80.5. .г---- 11

пальцы прагме.... х.... -39.....у.... 74...г.... 15.5

носок левый......л.... 23.....у--------41...г---- 26

носок п..авый.....х____ 27.....у--------4С ..г---- 28.5

производные первые

пятка левая..... х____ 28.5...у.. . 231...2... 32

пятка ..рзвэя.....х____ -28.5,..у--------233...2---- 32

плпелск левый... .х____ 9.5...у.... 147...2.... 23

газенок правь,!.. .х. ... -32.....у--------147. .2---- 23

п/чки левый......х____ 36.5. ..у.... 108...2---- 5

пучки правые.....к____ -44.....у--------108..."---- 2

пальни левые.....х____ 36. ...у--------75...2----12.Б

«альны "рарые____х____ -37.5...у.... 67...2---- 18

.юсок левый..... ч... 7.....у--------5. ..2.. . 42

нею"- правый.....х.... -6.....у--------5. ..г---- 42

г*

Каркао поверх^ ¡та колодки

новой зоне, которая ^ыла разделена на перейменную ». пучковую (см.рис.1). Были внесены необходимые изменения Т5 программное обеспечение и проведен эксперимент, давший удовлетворительные результаты. Исследован-я данной схемы сегментации „или дополнительно приведены на туфельных колодках с различной высотой приподнятости пяточной части.

Таким обрапм, для проектирования обувной колонки ^ез образца необходимо наличие следующих шаблонов

Таблица 2

Опорные контуры каркаса поверхности кс :одки

Колодки для обуви на | Колодки для особо изящных

низком каблуке | моде аны* хенсга.. туфель на

(см. ру.^.2) | каблуке Оолее 50 мм

•онтур грани следа

продольно-осевое сеч ние

контур технологической плогадкл

контур талии

поперечго-вертикальные сечения 0,23Дст О,41Дст

0,68Дст 0,9Дст

поперечно-вертикальные сеченгп 0,2Дсг 0,41Дст 0,;5Дс1 0..73Дст 0,9Дст

Процесс п, эектированля обувьой колодки без образца, начинается с разработк кар::аса поверхности. Длл зтслэ мсгут быть исполь-зс.,аны как чанные о поверхности стопы, тзк и отдельные шаблоны из ката эгов или снятые г реальных плодок. Первый этал конструиро-рлния каркаса состоит в базировании контура профиля, получение гприекгчи следа и сегментировании контуров, согласно оазраоотанным схемам.

Построение контура устапвочной площадки осуществляется исходя из тех'«--л жтескт 'соображений.

Проектирование не характерного для традиционных методик контура тадии осуществляется на высоте точки пересечения продольного профиля колодки и сечения в пучках по зонам. Пяточный и пучковый участки контура зависят с- вида проектируемой обуви и высоты каблука, а гехгночный и перейменный шгут быть рассчитаны автомати-1ески как прямолинейные или учас.ки с минимальной кривизной из условии гладкой стыковки с пяточным и пучковым участками.

На данном з-але все опорные точки контуров определены, поэтому пс троение поперечно-вертикальных сечений осущес вляется манипуляцией векторами параметрических производных.

Завершающий этап проектирования состоит в задании векторов параметрических производных по зонам. Вектора параметрических производных, располагающиеся по параметру и, задают объем поверхности, а вектора по параметру v распространяют этот объем по длине ..ол'^ки. .

Пяточная зона чаще всего унифицирована, а контуры геленочной близки к прямолинейным и могут быть рассчитаны через лоординаты опорньг. точек соседних зо;; автоматически. Проектирование по данным стопы ведется, в основном, в пучковой зоне, поэтому здесь можно ввести ковтроль периметров сечений, нормируемых ГОСТ 392"-88. При отклонениях периметров от допустимых величин, манипулируя векторами лроизводных, добиваются требуемых значений. Основной дизайн фасона колодки осуществляется в носочной части в зависимости от типов кривых формообразующих контуров. Перейменная и пальцевая зоны носят переходный характер и могут быть рассчитаны через соседние зоны автоматически.

По сформированному каркасу колодки осуществляется расчет гладкой пое рхности. Данные о поверхности колодки могут быть реализованы з дискретно-цифровом виде с количеством точек, позволяю-дам рассчитать траектории хода фрезы для изготовления колодки на оборудовании с числовым программным управлением, а также переданы в системы проектирования технологической оснастки или деталей верха дъуън.

ОБЩИЕ ВЫВОДР

1. Анализ традиционных ыетчдик проектирования обувных колодок и другой технологической оснастки, методов математического описания поверхности колодки, структуры современных "АПР обуви

показал необходимость разработки нового метода компьютерного проектирования поверхности колог.ки без образца.

2. 3 результате исследования современных западных методик и стандартов на проектирование колодок и сравнениг их с российскими, вцг\лены общие методы формообразования обувной колодки, в том числе с использованием индивидуальна: данных стопы.

3. Разработана математическая модель полной поверхности колодки (Соковой поверхности и следа) с пространственным следом. При этом, колодка описывгэтся шнимальным числом участков бикубической поверхности.

4. Разработаны и испробованы несколько различных схем :ег-ь^нтации поверхности колодки, в результате чего выбран вариант схемы с пространственным контуром талии. Экспериментально определено рациональное местоположение точек стыковки талии на контур сечения Пучки.

5. Разработан метод определения и алгоритм пои-ка оптимальной точки стыковки и пределов допустимого расположения точки гладкой стыковки элементарных участков.контуров технологической оснастки обувного производства.

о. Предложен метод опреде^лния. типо-формь» и управления по, верхностью носочной части колодки, образованной двумя треугольными участками бикубической поверхности.«

7. Разработаны и исследованы математические ».¡одели технологической оснастки на примере пресс-форм лля формования жестких задников, как поверхностей с наиболее сложным формообразованием, для различных видов обуви.

8. Разработана методика экспериментального тестирования предложенного метода с использованием точного эталонного измерения набора типовы: колодок.

9. Проведен эксперимент по заданию разработанным методом представительного набора фасонов колодок, включающего обр ацы от детских до мужских и женских'ра" личного назначения с разной при-по-чятостыо пяточной части. Это позволило оценить точность воспроизведения поверхности колодки по внутренним поперечным сечениям в пределах до 1 мм.

с' 10. Доказано, -что предварительное задание, контуров: грани следа, профиля, технологической площадки, талии и наоора попереч-ю-вертикальных сечений в зависимости от вида / роекткруемой обуви, обеспечивает получение колодки, соответствующей требованиям

стандартов, ^тс также доказывает, что поверхности реальных колодок подчиняются законам поведения бикубической поверхности на больших участках.

И. Разработана отдельная схема сегментации для задания поверхности колодки для особо изящна высококаблучных женских ту-фрчь типа "лодочка". Схема включае™ дополнительное поперечна-вер-THKa-ibHo^ сечение в пучковой зоне.

12. Разработаны рекомендации по использованию ;;етода задания повер .ности колодки функцией Вез: э для целей . компьютерного проектирования оСувной колодки без образца.

Основное содержание диссертации опубликовано l с„едуюших раб тах:

1. Fopox Е 1., Гола».д А.Л., Комиссаров А.Г. Математическая модел^ рабочей поверхности пресс-формы для жестких задников// Косвенно- обувная промьпгленносгь, 1994, N9-10 , с.32-33.

2. Горох Е.Л. Современ: je системы автоматизированного г.эоек-тирования I. изготовления обуви/С-Петерб.Гос.университет технологи и дизайна. - СПб.,1Р95.-2?с.~ Деп. г ЦНИИТЭИлегпоом,

С .12.95, N3637-ЛП.

3. Горох Г.Л., Гордеева О.В., Комиссаров А.Г. Моделирование рабочих поверхностей оСувной технологической оснастки по да»ным антропометрии// Tea.докл. Всероссийской научн.-техн. конф. 25-28 июня 1995 г.-Улан-Уде, 1998. - С.86.

Подписано к печати У. • 96 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная /сл.печл. 1,2 3ara3jbáТираж 100экз.

Отпечатано в типографии СП ГУТ Т 11 л028, Салкт-Петербург, ул. Моховая, 26

Лицензия № 020712 от 32.^2.93 г. Орип.налпод отовлен автором