一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法技术

本发明专利技术公开一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，该方法首先对鞋楦刀轨路径数据进行数据变换，得到鞋楦几何模型数据，将几何模型坐标系内的数据变换到建模坐标系中，在建模坐标系中对鞋楦几何模型数据进行边缘识别、删除鞋楦前后工装加工余料数据、修补缺失曲面等操作依次得到完整的鞋楦曲面数据，在鞋楦曲面数据中提取筒口曲面数据、底面曲面数据和侧曲面数据，利用这三部分的数据形成可编辑的、完整封闭的鞋楦Nurbs曲面。本申请公开的方法操作简单、可将大量的已存在的鞋楦加工数据转换为可编辑的Nurbs鞋楦曲面，为皮鞋的设计、修改、拼接及皮革展开提供可编辑数字模型，提高鞋子的设计效率，降低设计成本，实现了鞋楦数字化设计。实现了鞋楦数字化设计。实现了鞋楦数字化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法


[0001]本专利技术涉及鞋楦数字建模
，特别涉及一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法。

技术介绍

[0002]鞋楦是制作鞋的成型模具，其面型设计决定了鞋的造型和式样；传统的鞋楦加工制造是通过鞋楦师手工打磨出母楦，再经仿形扫描仪扫描生成NC代码，由铣楦机加工制造而成。很多鞋楦厂存有大量鞋楦NC代码数据，但该数据生成的鞋楦模型由于保存了加工过程中的前后支撑工装的加工作料数据，无法直接用于皮鞋设计，需要将前后加工工装数据去除后，通过修补曲面后才能应用于皮鞋的设计及制作。同时，由NC代码直接转换的数据大多为云点，相互之间没有任何关联性，无法进行曲面编辑。通过特殊数据处理，可将鞋楦数据生成Nurbs曲面，便可实现鞋楦曲面编辑、修改和拼接等功能；因此需要一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，该方法方法可将大量现存的鞋楦NC数据重新构建成可编辑的Nurbs曲面，为鞋楦的设计、修改、拼接及皮革展开提供数字模型，提高鞋楦的设计效率，降低设计成本。
[0004]为达此目的，本申请采用以下技术方案：一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，包括：A获取鞋楦加工刀轨路径数据并转化为鞋楦几何形状数据矩阵；B在鞋楦几何形状数据矩阵中提取鞋楦关键点坐标，提取筒口曲面数据和鞋楦底面曲面数据；C删除鞋楦几何形状数据矩阵中前后端的加工余料数据和修补鞋楦底面和后跟的后跟曲线数据后重新构建鞋楦后跟修补曲面数据矩阵；D构建横向辅助曲线，并在每个辅助曲线上取固定数量的点以提取鞋楦曲面数据；E将每条辅助曲线上的点数据组合成纵向样条曲线，得到一组纵向样条曲线；F将每组纵向样条曲线上的关键点扩展，再将其向鞋楦几何形状数据矩阵或后跟修补曲面数据矩阵所构建的曲面投影，得到投影点，最终重新构建可编辑的封闭鞋楦侧面的Nurbs曲面；优选的，所述鞋楦几何形状数据矩阵的转化方法为：一，建立建模坐标系，且将所述加工刀轨路径数据导入到所述建模坐标系中；二，利用n个平行的圆形数据构成鞋楦毛坯数据，采用透视变换将鞋楦毛坯数据映射到鞋楦几何形状数据上并将其组成鞋楦毛坯矩阵数据，所述n为鞋楦的高度，即鞋楦毛坯的层数。
[0005]优选的，在步骤B中所述提取鞋楦筒口曲面数据和鞋楦底面曲面数据过程如下：提
取鞋楦侧曲面与底面曲面的两侧点数据分别组成筒口曲面数据和底面曲面数据，其中第一条和最后一条数据为底面曲线头部和尾部的数据段。
[0006]优选的，在步骤C中删除鞋楦几何形状数据矩阵中前端的所述加工余料数据是将底面曲面数据中前端加工余料开始区域到鞋楦头部范围内的所有底面曲面数据删除，剩余数据作为底面曲面保留数据：删除鞋楦几何形状数据矩阵中后端的加工余料数据是将鞋楦几何形状数据中过O1O2连线且平行于X轴的切割平面与鞋楦几何形状数据进行切割，切除的尾部数据删除。
[0007]优选的，在步骤C中修补所述鞋楦底面曲面头部缺失的曲面数据的方法为：结合底边曲线和已有的底面曲面数据，采用样条插值算法，以保留原有数据为基础，填补缺失部分，从而修补完整底面曲面数据。
[0008]优选的，在步骤C中重新构建鞋楦后跟修补曲面数据的方法包括在鞋楦几何形状数据矩阵中，提取鞋楦侧曲面后半部分数据，将该数据构建的曲面与m个切割平面相交，所得左右两条交线尾部端点进行桥接，所有桥接数据与筒口边缘曲线、底面边缘曲线经过修剪后，共同组成s行m列的鞋楦后跟修补曲面数据矩阵；m个切割平面是经过X轴，并且将鞋楦侧曲面后半部分数据在Y轴方向上分成均匀等分。
[0009]优选的，在步骤D中将u条辅助曲线矩阵数据中的行列进行转置操作，形成围绕鞋楦一周的纵向辅助曲线矩阵数据，得到v条纵向样条曲线。
[0010]优选的，决定w个关键点投影到鞋楦几何形状数据矩阵构建的曲面还是投影到后跟修补曲面数据矩阵构建的曲面，取决于该关键点与投影曲面的距离，距离最近的为投影曲面。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，该方法可将大量现存的鞋楦NC数据重新构建成可编辑的Nurbs曲面，为鞋楦的设计、修改、拼接及皮革展开提供数字模型，提高鞋楦的设计效率，降低设计成本，实现了鞋楦数字化设计，这对皮革产业的意义重大。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例将鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法流程图；图2为鞋楦特征关键点示意图；图3 为鞋楦左、右上分界点，左右下分界点位置示意图；图4 为修补后跟曲面数据示意图；图5 为通过本专利技术方法创建的鞋楦模型实例；图6为通过本专利技术方法创建的一种电子设备的结构示意图；
实施方式
[0013]本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本专利技术的原理，应被理解为本专利技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本专利技术公开的这些技术启示做出各种不脱离本专利技术实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本专利技术的保护范围内。
[0014]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0015]本申请的将鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法流程如图1所示，包括以下步骤：第一步：读取鞋楦加工刀轨路径数据；这里加工刀轨路径数据包括点的数量及相应的点在铣楦机床柱坐标系内的坐标值；柱坐标系为：鞋楦跟部中间位置为坐标原点，Z轴正方向为后跟指向头部，半径r为当前点到Z轴的垂直距离，角度θ为从开始点到当前点绕Z轴旋转的角度，角度正方向遵守右手规则。
[0016]第二步：建立建模坐标系，利用n个平行的圆形数据构成鞋楦毛坯数据，组成鞋楦毛坯矩阵数据；建模坐标系为直角坐标：以鞋楦后跟指向头部的方向为Z轴正方向，鞋楦由底面指向上方为Y轴正方向，鞋楦外侧面指向内侧面为X轴正方向；鞋楦姿态调整为：鞋楦头部中点与尾部中点连线与Z轴对齐，鞋楦尾部中点O2的Z坐标值为0，前跷高度为10mm，鞋楦底面最低点J1点的Y坐标值为0。
[0017]第三步：如图2所示，鞋楦毛柸矩阵数据按照鞋楦加工刀轨路径数据转换为由n个平行横截面曲线组成的鞋楦几何形状数据矩阵；作为实施例，这里n取60，将垂直于Z轴的横截平面从鞋楦尾部尖点O2处开始，沿Z轴正方向均匀平移59次直至到鞋楦头部尖点A处结束；在每个相交曲线上取40个点，并将40个点按顺时针排列或者按逆时针排列，组成60行40列鞋楦矩阵数据。
[0018]第四步：在鞋楦几何形状数据矩阵中提取鞋楦关键点坐标，如图2所示，本实施例中，鞋楦关键点包括：在ZOY平面内的鞋楦底面尾部中点O2、鞋楦筒口靠近鞋楦尾部的尖点O1、鞋楦筒口靠近鞋楦头部的尖点K、鞋楦头部尖点A、鞋楦底面最低点J1、鞋楦底面前工装加工余料起始点A1。
[0019]第五步：识本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，其特征在于，所述方法包括：A获取鞋楦加工刀轨路径数据并转化为鞋楦几何形状数据矩阵；B在鞋楦几何形状数据矩阵中提取鞋楦关键点坐标，提取筒口曲面数据和鞋楦底面曲面数据；C删除鞋楦几何形状数据矩阵中前后端的加工余料数据和修补鞋楦底面和后跟的后跟曲线数据后重新构建鞋楦后跟修补曲面数据矩阵；D构建横向辅助曲线，并在每个辅助曲线上取固定数量的点以提取鞋楦曲面数据；E将每条辅助曲线上的点数据组合成纵向样条曲线，得到一组纵向样条曲线；F将每组纵向样条曲线上的关键点扩展，再将其向鞋楦几何形状数据矩阵或后跟修补曲面数据矩阵所构建的曲面投影，得到投影点，最终重新构建可编辑的封闭鞋楦侧面的Nurbs曲面。2.根据权利要求1所述的将鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，其特征在于，所述鞋楦几何形状数据矩阵的转化方法为：一，建立建模坐标系，且将所述加工刀轨路径数据导入到所述建模坐标系中；二，利用n个平行的圆形数据构成鞋楦毛坯数据，采用透视变换将鞋楦毛坯数据映射到鞋楦几何形状数据上并将其组成鞋楦毛坯矩阵数据，所述n为鞋楦的高度，即鞋楦毛坯的层数。3.根据权利要求1所述的将鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，其特征在于，在步骤B中所述提取鞋楦筒口曲面数据和鞋楦底面曲面数据过程如下：提取鞋楦侧曲面与底面曲面的两侧点数据分别组成筒口曲面数据和底面曲面数据，其中第一条和最后一条数据为底面曲线头部和尾部的数据段。4.根据权利要求1所述的将鞋楦刀轨路径数据转换为可编辑Nurbs曲面的建模方法，其特征在于，在步骤C中删除鞋楦几何形状数据矩阵中前端的所述加工余料数据是将底面曲面数据中前端加工余料开始区域到鞋楦头部范围内的所有底面曲面数据删除，剩余数据作为底面曲面保留数据：删除鞋楦几何形状数据矩阵中后端的加工余料数据是将鞋楦几何...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴霁蓉，吴祉群，郭玲瑶，
申请(专利权)人：吴霁蓉，
类型：发明
国别省市：