CN110598257A - 一种大型珠宝产品的智能制造方法 - Google Patents

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余明辉
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Abstract

本发明公开了一种大型珠宝产品的智能制造方法，包括：对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据；在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，并进行建模还原，进行大型珠宝产品设计；分析大型珠宝产品的结构特点，设计出动态展示方案；根据原有建筑的结构与颜色，选用具体材料；根据具体每部分的体积以及表面积，确定各种材料的用量；根据各种材料的价格与用量，计算虚拟成本；本方法针对于珠宝制造行业降低成本的需求，通过智能制造技术使得制造方不再需要多个实物模型，更加直观方便的进行设计，减少生产周期，通过虚拟成本计算手段可以提前预测生产成本，为减少材料用量、降低生产成本提供了有效的参考。

Description

一种大型珠宝产品的智能制造方法
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种大型珠宝产品的智能制造方法。
背景技术
智能制造技术是一种先进制造技术，具有信息自感知、自决策、自执行等特点。智能制造技术结合计算机仿真技术以及计算机通信技术，通过优化产品设计流程、简化生产工序，减少资源的浪费，提高生产资料的合理配置。这项新兴的制造技术为先进制造技术的进一步发展提供了更广阔的空间。智能制造涉及到模拟产品的设计和制造过程，减少生产成本，提高产品质量。
传统大型珠宝的制造方法往往很难做到一次成功，需要多个实物模型，进行多次修整，容易造成材料的浪费，生产周期长，生产成本高。根据投资回报率计算结果显示，珠宝制造行业对材料利用率十分敏感，再小的材料用量节省也能带来巨大的回报。如何能够以最小的成本、最高的效率向市场推出高质量的产品，在珠宝制造行业中十分重要。
经过对现有技术的文献检索发现，公开号为CN109277835A的中国专利申请，公开了“一种基于智能制造的锻旋铝合金轮毂制造系统及工艺”，该专利通过对板料处理及轮毂加工过程中的各个加工单元进行设置传感器组，通过传感器采集关键参数的数据，用于对加工过程进行实时监控，方便及时进行工艺调整。该专利主要针对于板料成形的领域，聚焦于金属成型工艺。经过进一步检索发现，国内尚无智能制造技术在大型珠宝产品制造中应用的有关专利。
发明内容
本发明提供了一种大型珠宝产品的智能制造方法，通过对一大型建筑进行实际测量获得大型建筑的结构数据参数，按一定比例进行大型珠宝建模设计，根据对大型珠宝的结构分析设计动态展示方案，并进行虚拟成本计算，使得设计人员更加直观、低成本、高效率的进行设计。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种大型珠宝产品的智能制造方法，包括：
对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据；
在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，并进行建模还原，进行大型珠宝产品设计；
分析大型珠宝产品的结构特点，设计出动态展示方案；
根据原有建筑的结构与颜色，选用具体材料；根据具体每部分的体积以及表面积，确定各种材料的用量；根据各种材料的价格与用量，计算虚拟成本。
作为优选方案，所述对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据，包括：以照片拍摄结合现有的资料照片以及采集到的现有数据进行分析得出大型建筑的主要数据参数，再通过相对位置关系计算分析出其余部分的数据参数。
作为优选方案，所述在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，包括：分析确定该大型珠宝产品模型大小为1.5m坐高，选取1：30的尺寸进行制图。
作为优选方案，所述建模的具体步骤包括：
分析建筑结构，通过拉伸几何体，构成主体建筑的主要轮廓；所述主体建筑的主要轮廓包括：主楼、多个副楼和圆楼的主体部分。
在所述拉伸几何体的基础上建立基准平面绘制建筑物细节；
在圆楼层中引入打开机制，通过抽壳将圆楼层内部空间镂空，将外围窗户的位置空出来并组装进活动窗户组件；
在主楼拉伸体中通过布尔运算将内部空间镂空出来，并组装进活动大门组件。
作为优选方案，所述建筑物细节包括屋顶、屋顶圆球和屋檐。
作为优选方案，所述绘制建筑物细节的方法包括通过描点拟合的方法将原曲线还原。
作为优选方案，所述动态展示方案，包括：
左右打开，两侧的副楼向左右展开，正面的主楼向正前方移动；
或，正面打开，正面楼门的大门做成旋转机构，将门打开；
或，顶部升起，将圆楼楼顶整个升起。
作为优选方案，所述计算虚拟成本的方法，包括：将整体建筑按颜色以及位置分类统计，从圆楼楼顶，其他屋顶，圆楼主体，底部楼层进行分析，根据不同的颜色及结构进行材料的选用而计算成本。
作为优选方案，所述计算虚拟成本的方法，还包括：底部楼层和圆楼楼层的主体使用体积方式计算价格，圆楼楼顶和其它屋顶需要通过镶嵌蓝宝石展现的，使用面积方式计算价格。
作为优选方案，所述计算虚拟成本的公式为：
P＝∑ViPi+∑SjPj
其中，P：成本值；Vi：单种材料所使用的体积量；Pi：对应材料每体积单位的价格；Si：单种表面覆盖材料所需覆盖的表面积；Pj：对应材料每面积单位的价格；∑ViPi：用于计算大型珠宝产品中实体材料的价格；∑SjPj：用于计算大型珠宝产品中表面覆盖材料的价格。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本方法通过针对于珠宝制造行业降低成本的需求，提供一种大型珠宝产品的智能制造方法，通过智能制造技术使得制造方不再需要多个实物模型，更加直观方便的进行设计，减少生产周期，通过虚拟成本计算手段可以提前预测生产成本，为减少材料用量、降低生产成本提供了有效的参考。
附图说明
图1：是本发明实施例中实现流程示意图；
图2：是本发明实施例中大型珠宝产品建模示意图；
图3：是本发明实施例中左右打开动态展示方案示意图；
图4：是本发明实施例中顶部窗户旋转示意图；
图5：是本发明实施例中正面打开动态展示方案示意图；
图6：是本发明实施例中顶部升起动态展示方案示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种大型珠宝的智能制造方法，如图1所示，在一优选实施例中，通过对一大型建筑进行实际测量获得大型建筑的结构数据参数，利用UG软件按一定比例进行大型珠宝建模设计，根据对大型珠宝的结构分析设计动态展示方案，并进行虚拟成本计算。
以下结合具体实施的过程对本发明做进一步的描述，具体如下：
1.大型建筑结构数据采集
对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据。
在本发明一优选实施例中，以照片拍摄结合现有的资料照片以及采集到的现有数据进行分析得出大型建筑的主要数据参数，再通过相对位置关系计算分析出其余部分的数据参数。拍摄过程中使用三脚架保证相机镜头水平，使用线控减少抖动对拍摄的影响。这些数据参数作为大型珠宝产品设计的依据。
2.大型珠宝产品建模设计
在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，在电脑上建模还原，进行大型珠宝产品设计。
在本发明一优选实施例中，结合实际需求，通过分析确定该大型珠宝产品模型大小为1.5m左右坐高为宜，选取1：30的尺寸进行电脑制图。使用UG软件将整体建筑的原型在电脑中还原，设计原则是要将建筑的外观尽量表现出来，做到神似，部分艺术加工。成品外部为珠宝制品手工镶嵌形成宝石层，部分细节纹理没有在建模中表示出来，仅以颜色示意。这与计算表面积体积或实际工艺无关，故不会影响智能制造的作用。
在本发明一优选实施例中，建模的具体步骤包括：
(1)分析建筑结构，通过拉伸几何体，构成主体建筑的主要轮廓，包括主楼、三个副楼、圆楼的主体部分。
(2)在之前拉伸体的基础上建立基准平面绘制屋顶、屋顶圆球、屋檐等细节，尽量保证外形相似。对于一些复杂曲线可采取描点拟合的方法，将原曲线尽量还原。
(3)在圆楼层中引入打开机制，通过抽壳将圆楼层内部空间镂空，将外围窗户的位置空出来并组装进活动窗户组件，通过窗户可以观察到这些精妙结构。
(4)在主楼拉伸体中通过布尔运算将内部空间镂空出来，并组装进活动大门组件。
图2为本发明一优先实施例大型珠宝建模设计示意图。
3.动态展示方案设计
分析大型珠宝产品的结构特点，设计出既有创新性、又有艺术性的动态展示方案。
在本发明的一优选实施例中，该模型为以一大型建筑为原型的大型珠宝产品。故在本实施例珠宝装饰的展示时，要兼顾建筑学特点的动态展示，同时也要避免过多的机械机构运动导致的整体分散、设计风格杂糅、观众注意力无法聚焦等问题，使得整体的艺术效果大打折扣，避免把参观者引入声光电的特效中而忽视珠宝装饰的手工工艺，影响珠宝展示的根本要求。
在此，结合该大型建筑的建筑学特点，提出以下三种动态展示方案：
方案一：左右打开。两侧的副楼向左右展开，正面(南面)的主楼向正前方移动，效果如图3所示。机械机构部分放置于门底，藏于垫板下，只在表面留出轨道凹槽。从东，西，南三个方向均可观赏到内部空间的精巧设计。分开方式符合建筑本身的结构对称特点。一定程度上保证了外部形式的整体观赏性。圆楼层的8扇窗户，做成图片展示，图片用用金箔制作的卡片，卡片正反面分别雕刻图片和文字介绍，尺寸上适宜文字大小和照片展示，并以灯光照射。卡片设置旋转机构，在一定间隔时间内每次同时旋转90度，效果如图4所示。该运动机构精巧，在不改变建筑本身结构下，结合精美手工艺制作的金箔，可产生独特的展示效果。窗户旋转机构采用线传动，所需机构体积小，重量轻，完全可根据建筑结构特点隐藏不被发现，同时，传动方式不受限制，控制性高，稳定性好。
方案二：正面打开。正面楼门的大门做成旋转机构，将门打开，可观赏到内部大堂的，如图5所示。两侧副楼按照方案一运动，其他结构都按照方案一设计。该方案直接利用门的结构特点和运动特点展示内部大堂，整体性更完整，运动方式更精巧。
方案三：顶部升起。将圆楼楼顶整个升起，其他结构设计可选用方案二或方案三，如图6所示。该方案通过仰视45度方向可观测到圆楼的内部衍架结构。不必强行拆分圆楼以展示内部结构。采用螺杆撑起，螺杆可依据其内部建筑学特点隐藏在建筑本身的柱子中，合理利用了建筑结构，并且更隐蔽，不必对建筑本身做结构更改，否则需要在本身没有柱子的地方设置多余的支撑装置。工程力学上有可行性。
无论采用何种方案，从安全性和操作性两方面考虑，整个模型所用的照明装置全部选用LED，动力来源选用电池驱动小电机。从建筑的完整性和艺术性考虑，制造方在确定方案时尽量不要将上面所述的运动方案一概使用。
4.虚拟成本计算
根据原有建筑的结构与颜色，选用具体材料；根据具体每部分的体积以及表面积，确定各种材料的用量；根据各种材料的价格与用量，计算虚拟成本。
本发明的一优选实施例将整体建筑按颜色以及位置分类统计，从圆楼楼顶，其他屋顶，圆楼主体，底部楼层这几个部分进行分析，根据不同的颜色及结构进行材料的选用。然后根据以下方程进行价格预测：
P＝∑ViPi+∑SjPj
该公式分为两大部分，∑ViPi用于计算大型珠宝产品中实体材料的价格，∑SjPj用于计算大型珠宝产品中表面覆盖材料的价格。Vi表示单种材料所使用的体积量，在UG软件中使用测量体的功能进行计算；Pi表示对应材料每体积单位的价格；Si表示单种表面覆盖材料所需覆盖的表面积，在UG软件中使用界面惯性功能进行计算；Pj表示对应材料每面积单位的价格。这些单价与具体材料的选用、具体的纯度、精度以及细度有密切的关系，对于表面覆盖材料，还与覆盖的厚度有关，应根据具体情况决定。在本发明的一实施例中，底部楼层、圆楼楼层的主体使用体积方式计算价格，圆楼楼顶、其它屋顶需要通过镶嵌蓝宝石展现，使用面积方式计算价格。
通过以上计算，可以得到各种材料用量的大致成本，这些可以作为具体生产制造时的参考，通过材料的选用方案、用量方案的调整可以降低生产成本。
针对于珠宝制造行业降低成本的需求，本发明的目的是提供一种大型珠宝产品的智能制造方法，通过智能制造技术使得制造方不再需要多个实物模型，更加直观方便的进行设计，减少生产周期，通过虚拟成本计算手段可以提前预测生产成本，为减少材料用量、降低生产成本提供了有效的参考。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，包括：
对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据；
在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，并进行建模还原，进行大型珠宝产品设计；
分析大型珠宝产品的结构特点，设计出动态展示方案；
根据原有建筑的结构与颜色，选用具体材料；根据具体每部分的体积以及表面积，确定各种材料的用量；根据各种材料的价格与用量，计算虚拟成本。
2.如权利要求1所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述对大型建筑的结构数据进行实地考察测量，获取大型建筑结构数据，包括：以照片拍摄结合现有的资料照片以及采集到的现有数据进行分析得出大型建筑的主要数据参数，再通过相对位置关系计算分析出其余部分的数据参数。
3.如权利要求1所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述在实际采集的结构数据的基础上，按一定比例缩放，包括：分析确定该大型珠宝产品模型大小为1.5m坐高，选取1：30的尺寸进行制图。
4.如权利要求1所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述建模的具体步骤包括：
分析建筑结构，通过拉伸几何体，构成主体建筑的主要轮廓；所述主体建筑的主要轮廓包括：主楼、多个副楼和圆楼的主体部分。
在所述拉伸几何体的基础上建立基准平面绘制建筑物细节；
在圆楼层中引入打开机制，通过抽壳将圆楼层内部空间镂空，将外围窗户的位置空出来并组装进活动窗户组件；
在主楼拉伸体中通过布尔运算将内部空间镂空出来，并组装进活动大门组件。
5.如权利要求4所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述建筑物细节包括屋顶、屋顶圆球和屋檐。
6.如权利要求4所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述绘制建筑物细节的方法包括通过描点拟合的方法将原曲线还原。
7.如权利要求4所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述动态展示方案，包括：
左右打开，两侧的副楼向左右展开，正面的主楼向正前方移动；
或，正面打开，正面楼门的大门做成旋转机构，将门打开；
或，顶部升起，将圆楼楼顶整个升起。
8.如权利要求4所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述计算虚拟成本的方法，包括：将整体建筑按颜色以及位置分类统计，从圆楼楼顶，其他屋顶，圆楼主体，底部楼层进行分析，根据不同的颜色及结构进行材料的选用而计算成本。
9.如权利要求8所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述计算虚拟成本的方法，还包括：底部楼层和圆楼楼层的主体使用体积方式计算价格，圆楼楼顶和其它屋顶需要通过镶嵌蓝宝石展现的，使用面积方式计算价格。
10.如权利要求1所述的大型珠宝产品的智能制造方法，其特征在于，所述计算虚拟成本的公式为：
P＝∑ViPi+∑SjPj
其中，P：成本值；Vi：单种材料所使用的体积量；Pi：对应材料每体积单位的价格；Si：单种表面覆盖材料所需覆盖的表面积；Pj：对应材料每面积单位的价格；∑ViPi：用于计算大型珠宝产品中实体材料的价格；∑SjPj：用于计算大型珠宝产品中表面覆盖材料的价格。
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