CN1904899A - 一种鞋类样板的制作方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种鞋类样板的制作方法和系统，该系统包括一切割装置，一经验数据模块，该模块用于对已有鞋的三维/二维数据进行分析和建模，生成和存储不同边界条件下对模拟二维数据进行修正的修正规律数据；一用输入装置；一分别与所述经验数据模块以及输入装置通讯连接的运算处理装置，该运算处理装置用于将特定鞋样的模拟三维数据展开成模拟二维数据，或将模拟二维数据变形成模拟三维数据；并根据经输入装置设定的边界条件访问经验数据库获得修正规律数据，对模拟二维数据进行修正，输出经修正的拟合二维数据控制切割装置自动切割样板。采用该系统实现了鞋类样板制作的全自动化、标准化，大大地提高了样板制作的效率。
Description
技术领域
本发明涉及鞋类样板的制作技术，尤其涉及全程采用计算机控制的鞋类样板的制作方法和系统。
背景技术
制鞋业从设计鞋样到制作出鞋的样板的传统方法，通常是由样板师傅先根据经验和客户给出的外型要求将产品小样制作出来后，再摊开原料，画出二维裁剪图纸输入电脑，然后通过电脑控制切割机进行材料切割。在将小样摊开画加工图纸的过程中，样板师傅需要考虑制鞋皮料的材质、厚度、纹理细腻程度、皮料产地、鞋的成型方法等诸多因素对成型鞋的影响，并结合自身的经验，在二维图纸上对相应尺寸进行修正。由于人的经验和技术有差别，从客户给出要求的外型到最终成为二维工艺图纸，这个过程会需要反复校对、实验，并且不同的样板师傅会得出不同的结果，给出不同的二维工艺图纸。因此制作样板的速度慢、效率低，并且设计出的二维样板因人而异，质量受限于样板师傅的经验水平。由此可见，这种依靠样板师傅手工操作制作二维工艺图纸的方法，成为企业迅速为客户提供产品的一个技术瓶颈，极大地遏制了企业在世界鞋业市场上的竞争力。
目前随着计算机辅助设计CAD和计算机辅助制作系统CAM的发展，根据实物从三维到二维展开的软件在其它行业已有应用，但由于皮鞋制造行业的特殊性，皮革的弹性、张力、收缩率等材料参数，皮鞋制作时的生产条件，以及加工工艺等诸多因素，导致从三维到二维运算的边界条件太过复杂，若采用简单地三维——二维的换算得到的二维样板图，由于没有考虑这些边界条件而缺乏实用性；或者仍需要由样板师傅根据经验对简单换算获得的二维样板图进行修正，才能最终得到具有实用价值的二维裁剪图，进行下料切割。
上述两种方法共同的缺点在于，制作样板的流程中都包含人为控制修正的环节，没有实现真正意义上的自动化，因此速度慢、效率低并且因制作结果受到人为因素的影响，因而一致性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种新的鞋样打板方法和系统，该方法和系统可以实现鞋类样板制作的全自动化和标准化，提高鞋样打板的效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种鞋类样板制作的方法，包括如下步骤：
A、从特定鞋样得到该鞋样的模拟三维数据；
B、建立由所述模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由所述模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的特定参数化模型，并得到所述二维模拟数据；
C、设定影响所述特定鞋样的边界条件，搜索经验数据库中相应的修正规律数据；
D、根据所述修正规律数据，修正所述模拟二维数据，得到用于控制切割机下料的拟合二维数据。
所述的方法，其中：还包括如下步骤：
E、根据所述特定参数化模型，将所述拟合二维数据生成拟合三维数据；
F、将所述拟合三维数据与所述模拟三维数据进行比较，得到对所述拟合二维数据的调整趋势，进一步调整和修正所述拟合二维数据。
所述的方法，其中：构建步骤C所述的经验数据库包括如下步骤：
C1、将大量已有的鞋进行分类，分别建立已有鞋由模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由所述模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的经验参数化模型，并获得模拟二维展开样板；
C2、对已有鞋的三维曲面和对应的实际二维样板进行分析，找出所述边界条件与经验参数化模型中参数数值间的关系；
C3、比较所述模拟二维展开样板与实际二维样板的差异，归纳出受边界条件影响时所述经验参数模型各参数的修正规律数据，并将所述修正规律数据录入，形成经验数据库。
所述的方法，其中：所述的边界条件包括：材料参数，皮鞋制作时的生产条件，以及加工工艺。
所述的方法，其中：步骤C3所述的修正规律数据包括所有参数的取值范围、以及计算过程和表达式。
所述的方法，其中：步骤C2的具体处理方法如下：对已有鞋的三维曲面和对应的实际二维样板进行分析，利用拟合方法，通过大量数据找出所述边界条件与经验参数化模型中参数数值间的关系。
一种鞋类样板的制作系统，包括一切割装置，还包括：
一经验数据模块，该模块用于对已有鞋的三维/二维数据进行分析和建模，生成并存储不同边界条件下对模拟二维数据进行修正的修正规律数据；
一用于人机对话的输入装置；
一运算及数据处理装置，所述运算及数据处理装置分别与所述经验数据模块以及输入装置通讯连接，该运算及数据处理装置用于将特定鞋样的模拟三维数据展开成模拟二维数据，或将模拟二维数据变形成模拟三维数据；并根据经所述输入装置设定的边界条件访问所述经验数据模块获得修正规律数据，对所述模拟二维数据进行修正，输出经修正的拟合二维数据控制所述切割装置自动切割样板。
所述的系统，其中：所述运算及数据处理装置还连接一激光扫描测量仪，所述激光扫描测量仪用于扫描特定鞋样，并生成特定鞋样的模拟三维数据。
所述的系统，其中：所述运算及数据处理装置、输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中。
所述的系统，其中：所述输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中，所述运算及数据处理装置设置在所述切割装置内。
本发明的有益效果为：采用了本发明的鞋类样板制作方法和系统，从预制作的特定鞋样到获得该特定鞋样二维裁剪图以及进行下料裁剪，完全实现了自动化控制，因此节省时间、提高了效率，降低了成本，可以对市场作出快速响应，彻底解决了大量款式样品制作和迅速成型的时间慢、成本高的问题，提高了企业竞争力。同时本发明方法通过对已往大量鞋样的分析，以及行业工作积累的大量经验数据，分类归纳了在设定的边界条件下，三维展开成二维的运算过程中对各参数进行修正的规律，并将该规律数据分类录入，形成本行业数据量最大的经验数据库。因此在制作样板过程中，可以根据客户要求设定边界条件，通过访问经验数据库来修正二维数据，获得逼近完美的二维裁剪图；并且可以作为独立的数据库模块，供鞋业制作样板工作中程序调用。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为构建经验数据库的流程图；
图3为本发明系统的示意图。
具体实施方式
下面根据附图和较佳实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明一种鞋类样板制作的方法如图1所示流程，包括以下步骤：
A、首先利用激光扫描仪或其它手段从特定鞋样得到该鞋样的模拟三维数据；例如本实施例采用激光扫描测量仪测量鞋样表面的三维点云，形成网格曲面，根据机工的界线将模型分成多个曲面，从而得到鞋样的三维数字模型(三维数据)。
B、用一些变形函数来定义二维/三维数据之间的对应关系，通过三维数据与对应的二维数据间变形函数的运算，建立由模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的特定参数化模型；根据该模型，由特定鞋样的模拟三维数可以得到对应的模拟二维数据；
C、根据客户的要求设定影响特定鞋样打样的边界条件，所述的边界条件包括：材料参数，例如皮料的材质是猪皮、牛皮或羊皮等，皮料的厚度，纹理的细腻程度，皮料产地，取料部位；皮鞋制作时的生产条件，例如环境湿度等；以及加工工艺，例如鞋的成型方法，内衬原料种类鞋底采用何种原料，鞋跟的高度等等。由于上述的边界条件是鞋样由三维展开成二维数据中需要考虑的重要因素，本方法设置一经验数据库，并根据设定的边界条件去搜索经验数据库中相应的修正规律数据；
D、根据经验数据库内的修正规律数据，修正根据特定参数化模型得到的模拟二维数据，得到逼近完美(接近)实际的拟合二维数据，用于控制切割机下料。
E、本方法还可以再根据特定参数化模型，将拟合二维数据生成拟合三维数据；
F、将拟合三维数据与经激光扫描仪测量得出的模拟三维数据进行比较，反算出对拟合二维数据的调整趋势，从而进一步调整和修正拟合二维数据，最终得出相对逼近完美和真实的结果，输出二维工艺图形。
访问经验数据库，用经验数据库中的修正规律数据来修正展开的二维数据，是本发明方法中的关键和重要的一步。经验数据库可以采用多种方法建成，本实施例构建经验数据库如图2所示包括如下步骤：
C1、将大量已有的(曾经加工过的)鞋进行分类，分别建立已有鞋由模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由所述模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的经验参数化模型，并根据该模型获得模拟二维展开样板；
C2、对已有鞋的三维曲面和对应的实际二维样板进行分析，利用几何计算中的拟合方法，通过大量数据分别找出材料参数、生产条件以及加工工艺一系列边界条件与经验参数化模型中参数数值间的关系；
C3、通过比较和计算模拟二维展开样板与实际二维样板间的差异，构造能量函数，通过优化的方法确定所有参数的取值范围以及计算过程及表达式，即归纳出受边界条件影响时经验参数模型各参数的修正规律数据，并将所述修正规律数据录入，形成经验数据库。
本发明采用如图3所示的鞋类样板的制作系统来实现上述鞋类样板的制作方法。该系统包括一切割装置，如激光切割机，
一经验数据模块，该模块具有数据输入、运算、数据处理以及存储功能，用于对大量已有鞋三维/二维数据进行分析和建模，并且生成和存储不同边界条件下对模拟二维数据进行修正的修正规律数据。该模块由于存储着大量皮鞋样品的经验数据，可以作为独立的数据库模块，供鞋业制作样板工作中程序调用。
一输入装置，用于人机对话，主要用于输入预制作的特定鞋样根据客户要求设定的边界条件；当输入装置和经验数据模块整合在同一计算机内时，经验数据模块也可以利用该输入装置输入需要的数据。
一运算处理装置，该运算处理装置分别与经验数据模块以及输入装置通讯连接；运算处理装置用于将特定鞋样的模拟三维数据展开成模拟二维数据，或将模拟二维数据变形成模拟三维数据；并根据输入装置设定的边界条件访问经验数据库获得修正规律数据，对模拟二维数据进行修正，并输出经修正的拟合二维数据控制所述切割装置自动切割样板。所述运算处理装置还连接一激光扫描测量仪，该激光扫描测量仪用于扫描特定鞋样，并生成特定鞋样的模拟三维数据。
为了系统的简洁，操作方便，所述运算处理装置、输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中，并设置了网络通讯接口，使设计人员可以通过网络与所述系统连接，进行远程操作。
所述系统还可以仅将输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中，而将运算处理装置设置在所述切割装置内，例如将该部分固化在激光切割机芯片内，与激光切割机构成一体。
由上述可见，采用本发明的方法和系统能够通过软件换算、模拟修正技术，将原来依靠师傅手工操作的工作过程用计算机来完成，使样品制作成为自动化、标准化、完全一致性的过程。有关鞋样的造型、款式、颜色、饰物的设计思想完全在计算机屏幕上完成。设备自动形成工艺文件，驱动激光切割机同时切割原料，同时生成样品。彻底解决了大量款式样品制作和迅速成型时间慢、成本高的矛盾，能够极大地提高企业的时常竞争力。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种鞋类样板制作的方法，其特征在于包括如下步骤：
A、从特定鞋样得到该鞋样的模拟三维数据；
B、建立由所述模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由所述模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的特定参数化模型，并得到所述二维模拟数据；
C、设定影响所述特定鞋样的边界条件，搜索经验数据库中相应的修正规律数据；
D、根据所述修正规律数据，修正所述模拟二维数据，得到用于控制切割机下料的拟合二维数据。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的方法还包括如下步骤：
E、根据所述特定参数化模型，将所述拟合二维数据生成拟合三维数据；
F、将所述拟合三维数据与所述模拟三维数据进行比较，得到对所述拟合二维数据的调整趋势，进一步调整和修正所述拟合二维数据。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：构建步骤C所述的经验数据库包括如下步骤：
C1、将大量已有的鞋进行分类，分别建立已有鞋由模拟三维数据展开成模拟二维数据以及由所述模拟二维数据变形到所述模拟三维数据的经验参数化模型，并获得模拟二维展开样板；
C2、对已有鞋的三维曲面和对应的实际二维样板进行分析，找出所述边界条件与经验参数化模型中参数数值间的关系；
C3、比较所述模拟二维展开样板与实际二维样板的差异，归纳出受边界条件影响时所述经验参数模型各参数的修正规律数据，并将所述修正规律数据录入，形成经验数据库。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的边界条件包括：材料参数，皮鞋制作时的生产条件，以及加工工艺。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤C3所述的修正规律数据包括所有参数的取值范围、以及计算过程和表达式。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤C2的具体处理方法如下：对已有鞋的三维曲面和对应的实际二维样板进行分析，利用拟合方法，通过大量数据找出所述边界条件与经验参数化模型中参数数值间的关系。
7、一种鞋类样板的制作系统，包括一切割装置，其特征在于：还包括：
一经验数据模块，该模块用于对已有鞋的三维/二维数据进行分析和建模，生成并存储不同边界条件下对模拟二维数据进行修正的修正规律数据；
一用于人机对话的输入装置；
一运算及数据处理装置，所述运算及数据处理装置分别与所述经验数据模块以及输入装置通讯连接，该运算及数据处理装置用于将特定鞋样的模拟三维数据展开成模拟二维数据，或将模拟二维数据变形成模拟三维数据；并根据经所述输入装置设定的边界条件访问所述经验数据模块获得修正规律数据，对所述模拟二维数据进行修正，输出经修正的拟合二维数据控制所述切割装置自动切割样板。
8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述运算及数据处理装置还连接一激光扫描测量仪，所述激光扫描测量仪用于扫描特定鞋样，并生成特定鞋样的模拟三维数据。
9、根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述运算及数据处理装置、输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中。
10、根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述输入装置以及经验数据模块整合于一主电脑中，所述运算及数据处理装置设置在所述切割装置内。
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