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YS_200数控鞋楦扫描机关键部件的结构设计.pdf

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YS_200数控鞋楦扫描机关键部件的结构设计.pdf

鞋 楦是制鞋的基础和重要模具 。在整个制鞋设计与生 产中,鞋楦的造型决定了鞋的式样和型号,鞋新品种开发 也是基于鞋楦来设计的 [1] 。鞋楦的制造过程大多属于逆向 工程的范畴,母楦实物一般由设计师制作完成,通过测量 机对母楦进行检测采样,再经过一系列数据处理,最终完 成鞋楦模型重构 [2] ;接下来再利用数控加工设备根据模型 数据加工出若干新的鞋楦,以满足制鞋企业多人同时制 作同一款鞋子的要求 。鞋楦样品如图 1 所示 。 YS- 200 数控鞋楦扫描机正是用于测量母楦,采集鞋 楦原始数据 、并将其处理成为三维图形的数控反求设备 。 1 数控鞋楦扫描机的工作原理 根据鞋楦的形状以及数控鞋楦扫描机的工作内容,初 步确定了设备的工作原理与动作形式,如图 2 所示 。 数控鞋楦扫描机基于反求工程技术,并采用接触式测 量方式实现鞋楦外表面数据模型的重构 。在采样过程中, 鞋楦前后端由顶尖固定,在顶尖的带动下绕着 Z 轴旋转 。 而在鞋楦的旋转过程中,扫描轮始终与鞋楦保持接触,并 根据鞋楦的旋转角度测出鞋楦相应的瞬时旋转半径,为 此,扫描轮将随鞋楦的角度变化在平行于 X 轴的方向上 作直线运动;与此同时,扫描轮还将在 Z 轴传动机构的带 动下作平行于 Z 轴的单向匀速运动 。在此过程中,扫描机 的检测装置将测绘出鞋楦外表面上每个接触点的一个旋 转运动的角位移量以及两个直线运动的直线位移量,最 终由以上的三个位移量共同构成了鞋楦外表面的螺旋线 数据,并经过数控系统处理后形成鞋楦的外表面模型 。 综合普通鞋子的不同形状与尺寸大小,确定了该设备 的主要技术参数,如表 1 所示 。 在设计 YS- 200 数控鞋楦扫描机的过程中,机床数控 系统将通过选购配置,除此之外,设备设计的关键在于如 何保证鞋楦扫描机的定位 、旋转 、扫描等整个过程动作的 可靠性 。 2 数控鞋楦扫描机的关键结构设计 2.1 鞋楦定位与旋转机构的设计 首先,由于鞋楦形状不规则,采用接触式的扫描方式 将使鞋楦受到一定的径向力与周向力的作用,因此,为了 固定并带动鞋楦旋转,在该机构中设计一个叉刀形的零 件,以插紧并固定鞋楦后跟;而在另一侧则设计一个托架 形的零件,以固定鞋楦的前端 。其次,由于该设备的扫描 长度是 50~400mm,因此设备的定位机构的位置必须可 调,以满足长短不一鞋楦的要求 。再次,由于该设备的最

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